WO2002093018A1 - Valve arrangement - Google Patents

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WO2002093018A1
WO2002093018A1 PCT/DE2002/000010 DE0200010W WO02093018A1 WO 2002093018 A1 WO2002093018 A1 WO 2002093018A1 DE 0200010 W DE0200010 W DE 0200010W WO 02093018 A1 WO02093018 A1 WO 02093018A1
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pressure
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control
line
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PCT/DE2002/000010
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German (de)
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Inventor
Thomas Otto Weickert
Martin Karl Schmitt
Original Assignee
Bosch Rexroth Ag
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    • F15B2211/7058Rotary output members
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    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders

Definitions

  • the invention relates to a valve arrangement for controlling the pressure medium supply and discharge to and from a consumer according to the preamble of patent claim 1.
  • Valve arrangements of this type are used, for example, to control the working movements of a mobile excavator.
  • a circuit diagram of a fully hydraulic mobile excavator is shown, the hydraulic drive elements of which, for example, a chassis, a slewing gear, a bucket cylinder, etc. can be controlled via a directional control valve, via which the direction of rotation or the retracting or extending movements of the hydraulic working element is predetermined.
  • the pressure medium is supplied via a variable displacement pump, the flow of which is controlled depending on the highest load pressure (LS system).
  • a brake valve is arranged in the outlet of the hydraulic motor of the slewing gear, via which the pressure medium volume flow flowing to the tank is regulated.
  • Brake valves must be designed for the maximum flow of the hydraulic circuit, so that the valve arrangements require a considerable amount of space due to the pressure medium volume flows which are considerable in mobile hydraulics.
  • the valve arrangements are of a relatively complex structure and, due to the large nominal diameters and the additional functions to be integrated, are often very complex, so that a considerable outlay in terms of production technology is required.
  • Valvistoren is a 2-way seat valve that can be controlled via a pilot valve.
  • This pilot valve can, for example, be a continuously adjustable orifice plate, which is followed by a pressure compensator for pressure-independent volume flow control.
  • a cone of the directional seat valve is pressurized to its closed position by a pressure in a rear space.
  • Control slots are formed in the cone, via which a pressure connection of the main stage is connected to the rear space when the cone is lifted off the seat.
  • this rear space is connected to the output connection of the valve, so that the plug, depending on the opening of the pilot valve and the pressure at the pressure connection, assumes a control position which determines the pressure medium flow from the pressure connection to the output connection.
  • a large amount of pressure medium can be controlled by a small amount of control oil.
  • a valvistor circuit is proposed in EP 02 83 053 B1, in which two valvistors are assigned to the supply line and the return line. Crosswise control of the valvistors determines the pressure medium supply via a valvistor in one branch and the discharge of the pressure medium from the hydraulic consumer via a valvistor in the other branch, while the other two valvistors in the inlet and outlet lines are not activated. These two valistors are activated when the hydraulic consumer is to be supplied with pressure medium in the opposite direction.
  • Valvistor control of this type is distinguished from conventional solutions with complex and very large directional control valves by an extremely compact structure, with practically all functions of the directional control valve being able to be carried out by suitable connection of four standard components (valvistors). From the point of view that with such a valvistor control only two valvistors are always in operation and the other two valvistors remain unactuated and due to the fact that the valvistors themselves are very expensive to manufacture, since the main stage has a stepped bore and extremely precise fits - must be carried out, the device engineering effort to implement a valvistor control is also considerable.
  • the object of the invention is to create a valve arrangement which enables hydraulic consumers to be actuated with minimal losses, with minimal expenditure on device technology.
  • the valve arrangement has a flow control valve in a drain line, the pressure at the inlet acting on a pressure compensator arranged in the feed line or a correspondingly acting valve in the closing direction.
  • the drain line can also be connected to the feed line via a feed channel and a feed valve, so that when there is a negative load on the consumer, pressure medium is fed from the drain line into the feed line and cavitation can thus be prevented.
  • the pressure compensator in the feed line is acted on in the closing direction, so that the pressure in the feed line is reduced. In LS systems, this reduced pressure in the supply line is then reported as a load pressure to the variable displacement pump, so that the latter returns to stand-by pressure, for example, so that the pump output is not destroyed, and in thermal energy, as in the conventional solutions must be converted.
  • a switching valve is assigned to the pressure compensator arranged in the respective feed line. net, via which the control side of the pressure compensator acting in the closing direction can be acted upon either with the pressure at the inlet of the flow control valve in the drain line or with the pump pressure.
  • the valve arrangement in one exemplary embodiment is designed with two flow control valves and two pressure compensators, the pressure compensator arranged in the discharge line being held in its closed position via the switching valve, while the flow control valve assigned to the supply line is also blocked by suitable activation , so that the control by the flow control valve in the drain line and the pressure compensator in the feed line takes place, the pressure at the input of the flow control valve via the switching valve being applied to the control surface of the pressure compensator which is effective in the closing direction.
  • the expenditure on device technology can be further reduced if the pressure medium supply to the consumer is controlled via a single metering pressure balance with a downstream directional valve.
  • the directional control valve can be brought from a blocking position into a position in which the output of the single metering pressure compensator is connected to a consumer connection, while the output of the metering pressure compensator is connected to the further consumer connection in the other switching position of the directional control valve.
  • the sequence control takes place via the flow control valve in the respectively effective discharge line.
  • the metering pressure compensator is integrated in a valve slide with a downstream directional valve.
  • the valve arrangement is particularly compact and easy to manufacture if the flow control valves with orifice plate and pressure compensator and the directional control valve with integrated metering pressure compensator are integrated in a common valve housing.
  • the part of the drain line located downstream of the flow control valve is connected to a tank line.
  • This tank line can be connected via a feed channel with a pressure reducing valve to the pump via which the pressure medium is supplied to the consumer.
  • the Druckreduzierventii and the tank tensioning valves are set so that there is always a minimum tank pressure in the tank line.
  • a preload valve is arranged in the feed channel downstream of the pressure-reducing valve, the feed channel being connected to the feed channel in the region between the pressure-reducing valve and the preload valve, so that, in the case of a negative load, in addition to the quantity of pressure medium, which is fed directly from the drain line into the feed line via the feed channel, and additional pressure medium can be fed via the pump into the feed line shut off by the pressure compensator.
  • the drain line can be connected to the connection channel via a thermal valve, which controls the connection when a maximum pressure medium temperature is exceeded, so that the pressure medium supply then only avoids cavitation to avoid it the pump takes place.
  • the flow control valve is formed by an adjustable measuring orifice and a pressure compensator connected in series.
  • This pressure compensator is preferably acted upon in the closing direction by the pressure at the outlet of the measuring orifice.
  • the flow control valve is designed as a pilot valve for a valvistor, via which the sequence control takes place.
  • the inflow control is carried out by the pressure compensator arranged in the respective inflow line, which is acted upon by the inlet pressure at the pilot valve in the closing direction.
  • only two valvistors are required in such a variant, which is designed with valvistors, while the inflow control takes place via pressure scales which are constructed much more simply or valve devices with a similar effect.
  • the outlay in terms of device technology is thus considerably less than in the valvistor control according to EP 0 283 053 B1.
  • Other advantageous developments of the invention are the subject of the further subclaims.
  • Figure 1 shows a part of a circuit diagram of a mobile implement with a hydraulic motor and a hydraulic cylinder
  • FIG. 2 shows the circuit diagram for controlling the hydraulic cylinder from FIG. 1;
  • Figure 3 shows the circuit diagram for controlling the hydraulic motor of Figure 1
  • Figure 4 shows an embodiment with valvistors
  • FIG. 5 shows a schematic diagram to explain the function of a valvator
  • FIG. 6 shows a circuit diagram of a simplified valve arrangement according to the invention
  • FIG. 7 shows a section through a valve housing into which the valve arrangement from FIG. 6 is integrated and
  • FIG. 8 shows a partial illustration of the valve housing from FIG. 7.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram for the control of hydraulic drive elements of a mobile working device, for example an excavator, with the control of a hydraulic motor of a travel drive and a hydraulic cylinder, for example the boom cylinder, being described by way of example.
  • the circuit shown has a hydraulic motor 2 and a hydraulic cylinder 4, which are supplied with pressure medium via a variable displacement pump 6.
  • variable pump 6 is controlled as a function of the highest load pressure of the connected consumers, which is tapped via an LS channel 8. This is connected via an LS pressure relief valve 10 and an LS relief 12 to the tank L, from which the variable pump 6 sucks in pressure medium.
  • valve arrangements 14 and 16 are each combined to form a valve block, each of which has a pressure connection P, a load signaling connection LS, a tank connection T and two working connections A and B.
  • the pump connection P of the valve arrangement 14 or 16 is connected to the pressure connection of the variable displacement pump 6 via a pressure line 18.
  • a feed channel 21 branches off from the pressure line 18 and is connected to a feed connection S of the valve arrangement 14.
  • a pressure reducing valve 22 is arranged in the feed channel 21, via which the pump pressure is reduced to a feed pressure of, for example, 6 bar.
  • the feed channel 21 is connected via a prestress valve 24 to a tank line 26, via which the tank L is connected to the tank connection T.
  • the tank line .26 has two parallel lines 28, 30, in which tank tensioning valves 32 and 34 are arranged.
  • a cooler 37 for cooling the pressure medium flowing back to the tank L is arranged in the parallel line 28 downstream of the tank tensioning valve 32.
  • the upstream of the cooler 36 tank tension valve 32 opens at a lower pressure than the parallel tank tension valve 34, so that depending on the pressure prevailing in the tank line 26, the entire amount of oil is passed through the cooler 37 or, at higher pressures, through the controlled parallel line 30 directly is returned to tank L.
  • FIG. 2 shows the valve arrangement 16 for actuating the hydraulic cylinder 4 in an enlarged representation.
  • the valve assembly 16 has two flow control valves 36, 38 connected in parallel, as shown are indicated by dashed lines according to FIG.
  • each of the flow control valves 36, 38 has a proportionally adjustable measuring orifice 40 or 42, which in the exemplary embodiment shown is formed by an electrically operated proportional valve.
  • the orifice plate 40, 42 is preceded by a pressure compensator 44 and 46, respectively.
  • the flow control valves 36, 38 are each arranged in channels via which the working connection B or A can be connected to the tank connection T.
  • one of these channels serves as the inlet line, while the other channel is the outlet line.
  • the flow control valve 36 (on the right in FIG. 2) is then arranged in a drain line 48, via which the work connection B is connected to the inlet of the pressure compensator 44.
  • the working connection B of the valve arrangement 16 is connected to an annular space 52 of the hydraulic cylinder 4 via a return channel 50.
  • the input of the pressure compensator 46 of the flow control valve 38 is connected to the working connection A via an inlet line 54 and this is connected to a cylinder chamber 58 of the hydraulic cylinder 4 via a pressure channel 56.
  • the flow control valves 36, 38 are arranged in branch channels 60 and 62, respectively, via which the outlet channel 48 and the inlet channel 54 are connected to a common tank channel 64, which is connected to the tank line 26 via the tank connection T.
  • the pressure compensator 44 or 46 At the input of the pressure compensator 44 or 46, the pressure in the discharge line 48 or the inlet line 54 is therefore present.
  • the pressure compensators 44, 46 are acted upon in the closing direction by the pressure at the input of the downstream measuring orifice 40 or 42 and in the opening direction by the pressure at the outlet of the respective measuring orifice.
  • the pressure at the input of the pressure compensator 44, 46 is in each case via a
  • Control channel 66 and 68 tapped and led to an input port of a switching valve 70 and 72, which is spring-biased in the illustrated
  • Another input connection of the switching valve tile 70, 72 is connected to the pump connection P via a pump channel 74 connected to the pump connection P.
  • the drain line 48 and the feed line 54 likewise branch off from this pump channel 74, a metering pressure compensator 76 and 78 being arranged in each case in the branch area.
  • the control surface of the metering pressure compensator 76, 78 effective in the closing direction is acted upon by the pressure at the outlet connection of the switching valve 70 or 72.
  • the control side of the pressure compensator 76, 78 effective in the opening direction is connected to the tank channel 64 via a tank control channel 80 and 82, respectively.
  • the pressure compensators 76, 78 are acted upon in the closing direction via the pump channel 74 by the outlet pressure of the variable displacement pump 6.
  • the springs acting in the opening direction are designed so that the pressure compensators 76 and 78 are brought into their blocking position when the hydraulic pump 1 is at standby pressure.
  • each pressure compensator 76, 78 Downstream of each pressure compensator 76, 78 there is an inlet check valve 85 or 87, via which backflow of the pressure medium from the working connection A, B to the pressure compensator 76 or 78 is prevented.
  • the pressure upstream of the inlet check valves 85, 87 is reported to the LS connection via a signaling channel 89 or 91 and LS check valves 92 or 94.
  • the inlet or outlet line 54, 48 is connected to the tank line via pressure limiting valves 96 and 98, so that in the event of a pressure increase in the inlet line 54 or in the outlet line 48 pressure medium to the tank L can be released ,
  • the switching valve 72 is actuated and the orifice 40 is opened.
  • the pressure at the inlet of the pressure compensator 44 is applied to the control surface of the pressure compensator 78, which pressure corresponds to the tank pressure specified by the tank tensioning valves 32, 34.
  • the pressure compensator 78 opens that
  • Pressure compensator 76 and the orifice plate 42 are closed. That of the Control pump 6 pumped pressure medium is fed via the pressure port P, the pressure compensator 78 and the check valve 86 to the working port A and from there via the pressure channel 56 into the cylinder chamber 58.
  • the pressure medium displaced from the annular space 52 flows via the working connection B, the discharge line 48, the pressure compensator 44 and the opened measuring orifice 40 into the tank channel 64 and from there via the tank connection T into the tank line 26.
  • the pressure compensator 44 is in a control position a, in which the pressure drop across the orifice 40 is kept constant, regardless of the pressure in the branch channel 60 (drain line 48).
  • the tank channel 64 is connected to the drain line 48 and the feed line 54 via feed channels 84, 86.
  • a feed valve 88 or 90 designed as a check valve is arranged in each of the feed channels 84, 86.
  • the pressure medium then flows through the flow control valve 36 with a constant volume flow into the tank channel 64. Since the pressure in the inlet line 54 is substantially lower than in the outlet line 48, the feed valve 90 opens, so that the pressure medium is fed directly into the inlet line 54 can. Cavitation in the cylinder space 58 can thus be avoided. The system is thus operated with almost 100% regeneration, so that this solution is energetically superior to conventional solutions.
  • FIG. 3 shows an enlarged illustration of the valve arrangement 40 for controlling the hydraulic motor 2. This valve arrangement 40 corresponds in FIG. 3
  • the connecting channel 20 is connected to the
  • Supply connection S connected. This is connected via a channel 102 to the feed channels 86, 88. In contrast to the exemplary embodiment described above, these are not connected directly to the tank channel 64.
  • This connection is made via a thermal valve 104 which, in its spring-loaded basic position, connects the tank channel 64 and thus the return line 48 (54) to the channel 102.
  • the thermal valve 104 closes the connection between the tank channel 64 and the channel 102, so that pressure medium can be fed into one of the feed channels 86, 88 only via the connecting channel 20 and not via the tank channel 64 ,
  • a pressure-limiting channel 106, 108 branches off from the drain line 48 and from the feed line 54, which is connected to the tank control channel 80 and 82, respectively.
  • a pressure relief valve 110 or 112 is arranged in each pressure relief passage 106, 108 and, in its spring-loaded basic position, shuts off the associated pressure relief passage 106 or 108.
  • the pressure in the pressure-limiting channel 106 or 108 is reported to a control surface which acts on the switching valve 70 or 72 in the basic position.
  • a throttle 114 or 116 is provided in each pressure limiting channel 106, 108.
  • the orifice plate 40 is opened and the switching valve 72 is switched over, while the orifice plate 42 and the further switching valve 70 remain in their closed positions.
  • the pressure medium is supplied via the pressure connection P, the metering pressure compensator 78 and the inlet check valve 87 and promoted the working connection A to the hydraulic motor 2.
  • the returning pressure medium flows via the working connection B, the pressure compensator 44 'of the flow control valve 36 and the downstream controlled measuring orifice 40 to the tank channel 64 and from there via the tank connection T back into the tank line 26.
  • a high pressure for example 100 bar
  • a high pressure for example 100 bar
  • the pressure medium in the discharge line 48 is introduced into the tank channel 64 via the pressure compensator 44 and the activated measuring orifice 40 with a volume flow that is essentially independent of the load pressure. If this pressure medium has a permissible working temperature, the thermal valve 104 is opened so that the pressure medium is fed into the channel 102 via the thermal valve 104. In this channel 102 there is at least the minimum tank pressure set via the pressure reducing valve 22 and the tank tensioning valves 32, 34.
  • the pressure medium can then be fed into the feed line 54 via the feed channel 86 and the open feed valve 90, with sufficient pressure medium being able to be fed into the connecting channel 20 with stand-by pressure by means of the additional pressure medium supply via the variable displacement pump 6 in order to prevent any cavitation ,
  • the thermal valve 104 closes, so that the pressure medium flowing back via the discharge line is returned to the tank L via the tank channel 64 and the tank line 26. The cavitation is prevented by the pressure medium supply via the variable pump 6.
  • FIG. 4 shows a variant of the circuits shown in FIGS. 2 and 3.
  • the flow control valves 36 are designed in the respective sequence as a pilot valve of a valvistor 114 or 116.
  • the main stage 118 is designed as a 2/2-way seat valve, the cone 120 of which is seated on a valve seat 122.
  • a connection between an input connection P and an output connection T can be controlled via the stepped cone 120.
  • the end face of the cone 120 which is effective in the closing direction is arranged in a rear space 124 which is connected to the output connection T via a control line.
  • a pilot valve 128 is arranged in the control line 126 and forms an adjustable measuring orifice.
  • the cone 120 is provided with a longitudinal slot 130 which is blocked in the closed position of the cone 120 by a control edge 132 in the annular space, so that there is no direct connection between the input port P and the rear space 124.
  • control oil flows out of the rear space 124.
  • the cone 120 lifts off the valve seat 122 and the control edge 132 opens the longitudinal slot 130, so that pressure medium can enter the rear chamber 124 from the inlet port P.
  • the control cone 120 assumes a control position in which the control oil supply via the control slot 130 is equal to the control oil discharge from the rear space 124 via the pilot valve 128. In other words, with such a valvistor, large pressure medium volume flows can be controlled with very small amounts of control oil.
  • a flow control valve 36, 38 can be used as the pilot valve 128 according to FIG. 5, as was described in the exemplary embodiments described above.
  • FIG. 4 shows the circuit symbol of the main stage 118, as shown in FIG.
  • FIG. 5 is explained.
  • the adjustable measuring orifices mechanically connected to each other in the circuit symbol of the main stage 118 stand for the opening cross-section controlled by the cone 120 (measuring orifice flowing upward of the pressure compensator of the main stage) and for the cross-section of the longitudinal slot 130, which is controlled via the control edge 132.
  • the input of the flow control valve 36 - in the present case the input of the pressure compensator 44 is connected to a control line 134 via which the pressure compensator Main stage 118 of valve 114 is acted upon by a pressure effective in the closing direction.
  • the two main stages 118 of the two valvistors 114, 116 are connected with their input connection P to the drain line 48 and the feed line 54 and the output connections T are each connected to the common tank channel 64.
  • the control channel 66 leading to an input port P of the switching valve 72 is also connected to the control line 134.
  • the pressure compensator of the main stage 118 of the valvistor 116 is accordingly acted upon in the closing direction via a control line 136, the pressure of which is also present at the input of the pressure compensator 46 and via the control channel 68 also at an input of the switching valve 70.
  • the two tank control channels 80 and 82 are connected to the tank channel 64 as in the previously described exemplary embodiments.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 4 corresponds to the circuit according to FIG. 2.
  • the circuit according to FIG. 3 can accordingly also be implemented with the two valvistors 114 and 116.
  • the switching valve 72 is switched over and the adjustable measuring orifice 40 is opened.
  • the switching valve 70 and the other adjustable measuring orifice 42 remain in their basic positions shown.
  • the pressure medium flows via the open metering pressure compensator 78, the inlet check valve 87 to the working connection A and from there into the cylinder space 58.
  • the pressure medium displaced from the annular space 52 flows via the working connection B, the drain line 48 to the connection P of the main stage 118 of the valve 114.
  • Bei activated orifice 40 which takes over the function of pilot valve 128 in FIG. 5, is activated in the closing direction. same pressure reduced by the control oil flow in the control line 134 - the main stage 118 opens and assumes a control position in which the pressure medium can flow from the inlet port P to the tank port T into the tank channel 64.
  • the pressure in the drain line 48 increases.
  • the pressure in the control line 134 is also increased accordingly, so that this increased pressure acts on the metering pressure compensator 78 in the closed position via the control channel 66.
  • the closing metering pressure compensator 78 reduces the pressure in the feed line 54 and reports a correspondingly reduced pressure via the signaling channel 91 and the LS check valve 92 in the LS channel 8 - the variable displacement pump 6 moves back to stand-by pressure.
  • the control oil volume flow through the flow control valve 36 is kept constant by the combination of the pressure compensator 44 and the open measuring orifice 40, so that the pressure medium is in its control position in the main stage 118 of the valve 114 from the input port P to the tank port T and from there into the tank channel 64 can flow off. Since the pressure in the feed channel 54 is substantially lower than the pressure in the tank channel 64, pressure medium can be fed into the feed line 54 via the feed channel 86 and the feed valve 90, just as in the exemplary embodiments described above.
  • a metering pressure compensator 76, 78 and a switching valve 68, 70 are provided in each branch, which interact cross-wise with the respective flow control valve 36 or 38 in the other branch in order to control the pressure medium inflow and outflow.
  • FIG. 6 shows a simplified exemplary embodiment in which a single, common metering pressure compensator 78 is assigned to the two branches, which is followed by a directional control valve 136.
  • the directional control valve 136 has three switching positions in the exemplary embodiment shown, the inlet line 54, the outlet line 48 and the pressure line 18, into which the metering pressure compensator 78 is connected, being shut off in the central, spring-preloaded basic position (0).
  • the directional control valve can be moved into a switching position (b) electrically or by means of a hydraulic control pressure. bring in which the outlet of the pressure compensator 78 is connected to the inlet line 54, while the connection between the pressure line 18 and the return line is blocked.
  • control channel 66 connected to the input of the flow control valve 36 is connected to a line 138, so that the control surface of the metering pressure compensator 78 effective in the closing direction is acted upon by the pressure at the input of the flow control valve 36 and thus the pressure in the discharge line 48.
  • the control surface of the metering orifice 78 which is effective in the opening direction is acted upon by the tank pressure, ie by the pressure in the tank channel 64.
  • the pressure medium supply and discharge to and from the consumer is thus controlled via the directional valve 136, the pressure compensator 78 always being acted upon in the closing direction by the pressure in the respectively effective drain line and in the opening direction by the tank pressure.
  • the tank pressure is prestressed to a predetermined value, for example 8 bar, by means of a tank tensioning valve 32.
  • a pressure reducing valve 22 is provided in the feed channel 21 for setting the tank feed pressure.
  • the directional valve 136 For pressure medium supply via the working connection A, the directional valve 136 is brought into the switch position designated (b), so that the pressure medium is guided to the consumer via the working connection A via the pressure compensator 78, the directional valve 136, the inlet line 54 and the inlet check valve 87.
  • the pressure medium flowing back from the consumer is returned to the tank L via the working connection B, the discharge line 48, the pressure compensator 44, the metering orifice 40 and the tank channel 64.
  • the metering pressure compensator 78 When pressure builds up in the drain line (pulling load), the metering pressure compensator 78 is controlled - similar to the embodiment described with reference to FIG. 2 - by the pressure in the drain line 48 tapped via the control channel 66, so that the pressure in the feed line 54 is throttled. The reduced pressure is then tapped via the message channel 91 and reported in the LS channel 8, so that the variable pump 6 is retracted. The pressure medium flowing back via the working connection B can then be fed directly into the feed line 54 via the feed valve 90 in the manner described at the beginning, so that cavitation can be prevented.
  • valve 6 indicated - be designed as a proportional valve. In principle, however, it is sufficient if the directional valve 136 is designed as a switching valve with three switching positions.
  • FIGS. 7 and 8 show the constructive implementation of the circuit according to FIG. 6.
  • the valve housing 140 has a first valve bore 142 in which a valve slide 144 of the directional valve 136 is guided.
  • a piston 146 of the metering pressure compensator 78 is integrated in the valve slide 144.
  • a further bore 148 is formed in the valve housing 140 parallel to the valve bore 142, in which a valve body 150 is guided, via which the two measuring orifices 40, 42 are formed.
  • Pressure compensator pistons 152, 154 of the pressure compensators 44 and 46 are arranged axially displaceably in the valve body 150.
  • the two inlet check valves 85, 87 are also integrated into the valve housing 140.
  • the directional control valve 136 and the two measuring orifices 40, 42 are actuated hydraulically via control channels 156, 158, which are each connected to control rooms of the directional control valve 136 and the measuring orifice 44 or 46.
  • valve slide 144 is biased by springs 160, 162 and the valve body 150 by means of centering springs 164, 166, the spring spaces of the
  • valve bore 142 The central annular groove 172 is connected to the variable displacement pump 6 via the pressure line 18.
  • the valve spool 144 which is designed as a hollow slide, has a casing bore star 178 which, in the basic position shown, is arranged in the region between the annular grooves 168 and 170. At the axial distance from the casing bore star 178, control bores 180 are formed in the valve slide, which open into the annular groove 172.
  • a jacket bore 182 is formed in the valve slide 144 between the two annular grooves 174, 176, via which the pressure in one of the annular grooves 174, 176 can be applied to the right end face of the piston 146 in FIG. 8.
  • the other end face of the piston 146 can be acted upon via a radial bore 184 with the pressure in a control line 186 via which the tank pressure is tapped, so that the left end face of the piston 146 in FIG. 8 is acted upon by the tank pressure.
  • the piston 146 of the metering pressure compensator 78 which is guided in an inner bore 188 of the valve slide 144, has two axially spaced ring collars 180, 190, which delimit an annular space 192 with the inner circumferential wall of the inner bore 188.
  • the axial spacing of the annular collars 189, 190 is selected so that the annular space 192 connects the casing bore star 178 to the control bores 180 in the basic position shown.
  • the end faces of the valve slide 144 are closed via end pieces 194 and 196.
  • a control spring 198 is supported on the end piece 194, via which the piston 146 is biased against the end piece with an end part 200 arranged to the right of the annular collar 190.
  • the end part 200 is set back radially with respect to the annular collar 190, so that pressure medium can pass through the casing bore 182 and the end face of the end part 200 can be subjected to the pressure in the annular groove 174 or 176. This pressure acts against the force of the control spring 198 and the pressure in the spring chamber of the piston 146.
  • annular grooves 202, 204, 206, 208 are formed in the bore 148 of the valve housing 140 which receives the valve body 150, the annular grooves 202, 208 being connected to the working connections A and B, respectively.
  • the annular groove 202 is connected to the annular groove 168 via the inlet line 54 and the inlet check valve 87 integrated in the valve housing 144, while the annular groove 208 is connected to the annular groove 170 via the outlet line 48 and outlet check valve 85.
  • the higher pressure in the inlet or outlet line is tapped via the LS signaling channel 91.
  • the bore 148 also has two grooves 210, 212, which over the
  • Control channels 66 and 68 are connected to the ring grooves 176 and 174, respectively.
  • the pressure in the ring grooves 202 and 208 can be tapped via the grooves 210 and 212 upon a corresponding displacement of the valve body 150 and can be transmitted into the associated ring grooves 176 and 174.
  • central tank openings 214 are formed, which open into a circumferential groove of the valve body 150. Through this circumferential groove, an annular gap 216 is formed, which is between the
  • Ring grooves 204 and 206 extends and which is connected to the tank channel 64, so that the tank pressure is present in the annular gap 216.
  • the geometry of this Annular gap 216 is selected such that the annular grooves 204 and 206 are connected to the tank channel 54 in each axial position of the valve body 150.
  • the two pressure compensating pistons 152, 154 are guided in the interior of the valve body 150, and these are prestressed via a central, common control spring 218 against two end pieces 220, 222 closing the end of the valve body 150.
  • Four further jacket bore stars 226, 228, 230, 232 are formed in the jacket of the valve body 150, the bore stars 228, 230 and 232, 226 being configured symmetrically to the tank openings 214.
  • the jacket bore stars 226, 228 are assigned to the pressure compensator 46 and the jacket bore stars 230, 232 to the pressure compensator 44 (see FIG. 7).
  • the two pressure compensator pistons 152, 154 each have two axially spaced collars 234, 236 and 238, 240, respectively, through which an annular space 242 and 244 is delimited.
  • this annular space extends in such a way that the two casing bore stars 230 and 232 or 226 and 228 are connected to one another.
  • the left pressure compensator piston 154 is shown in a control position in which the casing bore star 226 is closed.
  • the pressure in the annular space 242 or 244 can be tapped via inner bores 246 or 248 and can be passed to the outer end face of the pressure compensator piston 152 or 154, which is remote from the control spring 218.
  • a control pressure is applied to the control channel 156, so that the valve slide 144 and the valve body 150 in the illustration according to FIG. 7 are shifted to the left by the control pressure against the force of the springs 160 and 166.
  • the annular groove 172 is connected to the annular groove 168, which is now open, via the control bores 180, the annular space 192 and the casing bore star 178.
  • the pressure medium flows via the inlet line 54, the inlet check valve 87, the annular groove 202 to the working connection A.
  • the pressure medium flowing back from the consumer enters the annular groove 208 via the working connection B, which due to the axial displacement of the valve body 150 via the casing bore star 232 with the annular space 242 That is, the casing bore star 232 and the annular groove 208 practically form the measuring orifice 40.
  • the pressure in the annular Room 242, ie at the outlet of the orifice plate 40 is tapped via the inner bore 246, so that the pressure compensator piston 152 (FIG. 7) is acted against the force of the control spring 218.
  • the pressure in the tank line 64 acts on the left line surface of the pressure compensator piston 152.
  • the pressure compensator piston 152 sets itself into a control position in which the pressure drop across the measuring orifice is kept constant, regardless of the pressure in the discharge line 48, i. H. in this control position, the opening cross section of the casing bore star 232 is opened or closed accordingly by the collar 236.
  • the pressure medium returning from the working connection B then enters through the annular space 242, the casing bore star 232 and the annular groove 206 into the annular gap 216 and can flow out through the tank openings 214 to the tank.
  • the pressure in the drain line 48 is tapped via the groove 212 and the control channel 66 and is present in the annular groove 174. This pressure is guided via the casing bore 182 to the right end face of the piston 146 in FIG. 8, so that the pressure in the discharge line 48 is applied to it in the closing direction.
  • the piston 146 With the above-described pressure increase in the return line 48, the piston 146 is then shifted to the left against the force of the control spring 198, so that the control bores 180 are closed and the pressure in the supply line 54 is throttled.
  • This reduced pressure is reported via the signal line 91 to the variable displacement pump 6, so that the latter is retracted. In this operating state, as described at the beginning, the pressure medium can be fed directly into the feed via the feed valve 90 (FIG. 7).
  • a proportional flow controller can also be used instead of the flow control valve 36, 38 with a pressure compensator 44 or 46 with a proportionally adjustable measuring orifice 40, 42.
  • the feed valves 88 and 90 in the form of check valves and the pressure relief valves 96 and 98 can be integrated into the main valvistor stage 118.
  • a valve arrangement for controlling a pressure medium supply and discharge to and from a consumer, in particular a hydraulic cylinder or a hydraulic motor.
  • the valve arrangement has a pressure balance in a feed line with a downstream check valve and a flow control valve in a discharge line, a control side of the pressure balance effective in the closing direction being connected via a control channel to the input of the flow control valve.
  • the pressure medium flowing back through the drain line can be fed into the feed line via a feed channel if the load is negative.
  • valve arrangement (hydraulic cylinder)

Abstract

The invention relates to a valve arrangement for controlling the supply of a pressure means to or from a consumer, especially a hydrocylinder or a hydromotor. Said valve arrangement has a pressure balance with a downstream reflux valve in a supply line, and a flow control valve in a discharge line, a control side of the pressure balance which is active in the closing direction being connected to the input of the flow control valve by means of a control channel. In the event of a negative load, the pressure means flowing back via the discharge line is fed into the supply line by means of a feeding channel.

Description

Beschreibung description
Ventilanordnungvalve assembly
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Steuerung der Druckmit- telzu- und -abfuhr zu bzw. von einem Verbraucher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a valve arrangement for controlling the pressure medium supply and discharge to and from a consumer according to the preamble of patent claim 1.
Derartige Ventilanordnungen werden bspw. zur Steuerung der Arbeitsbewegungen eines Mobilbaggers verwendet. In der Druckschrift "Ölhydraulik", G. Bauer, G. Teubner, Stuttgart 1998, 7. Auflage, Seite 297 ist ein Schaltschema eines vollhydraulischen Mobilbaggers gezeigt, dessen hydraulische Antriebselemente, bspw. ein Fahrwerk, ein Drehwerk, ein Löffel- zylinder etc. über jeweils ein Wegeventil angesteuert werden, über das die Drehrichtung bzw. Ein- oder Ausfahrbewegungen des hydraulischen Arbeitselementes vorgegeben ist. Die Druckmittelversorgung erfolgt über eine Verstellpumpe, deren Fördermenge in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck gesteuert wird (LS-System). Um ein Vorauseilen des hydraulischen Verbrau- chers bei negativer Last, bspw. bei Bergabfahrt des Mobilbaggers zu verhindern, ist im Ablauf des Hydromotors des Drehwerk ein Bremsventil angeordnet, über das der zum Tank abströmende Druckmittelvolumenstrom geregelt wird.Valve arrangements of this type are used, for example, to control the working movements of a mobile excavator. In the publication "Oil hydraulics", G. Bauer, G. Teubner, Stuttgart 1998, 7th edition, page 297, a circuit diagram of a fully hydraulic mobile excavator is shown, the hydraulic drive elements of which, for example, a chassis, a slewing gear, a bucket cylinder, etc. can be controlled via a directional control valve, via which the direction of rotation or the retracting or extending movements of the hydraulic working element is predetermined. The pressure medium is supplied via a variable displacement pump, the flow of which is controlled depending on the highest load pressure (LS system). In order to prevent the hydraulic consumer from hurrying ahead in the event of a negative load, for example when the mobile excavator is going downhill, a brake valve is arranged in the outlet of the hydraulic motor of the slewing gear, via which the pressure medium volume flow flowing to the tank is regulated.
Die Wegeventile dieser Schaltanordnung sowie die vorbeschriebenenThe directional control valves of this switching arrangement and the ones described above
Bremsventile müssen für den maximalen Durchfluss der Hydraulikschaltung ausgelegt werden, so daß die Ventilanordnungen aufgrund der in der Mobilhydraulik erheblichen Druckmittelvolumenströme einen erheblichen Bauraum erfordern. Es handelt sich in der Regel um relativ komplex aufgebaute Ven- tilanordnungen, die aufgrund der großen Nennweiten und der zu integrierenden Zusatzfunktionen häufig sehr komplex aufgebaut sind, so daß ein erheblicher fertigungstechnischer Aufwand erforderlich ist.Brake valves must be designed for the maximum flow of the hydraulic circuit, so that the valve arrangements require a considerable amount of space due to the pressure medium volume flows which are considerable in mobile hydraulics. As a rule, the valve arrangements are of a relatively complex structure and, due to the large nominal diameters and the additional functions to be integrated, are often very complex, so that a considerable outlay in terms of production technology is required.
Zur Überwindung dieses Nachteils wird in der in der EP 02 83 053 B1 eine Ventilanordnung offenbart, bei der die Ansteuerung der hydraulischenTo overcome this disadvantage, a valve arrangement is disclosed in EP 02 83 053 B1 in which the control of the hydraulic
Verbraucher über sog. "Valvistoren" erfolgt. Bei derartigen Valvistoren han- delt es sich im Prinzip um ein 2-Wegesitzventil, das über ein Pilotventil ansteuerbar ist.Consumer via so-called "Valvistoren" takes place. With such valvistors in principle, it is a 2-way seat valve that can be controlled via a pilot valve.
Dieses Pilotventil kann bspw. eine stetig verstellbare Meßblende sein, der eine Druckwaage zur druckunabhängigen Volumenstromregelung nachgeschaltet ist. Ein Kegel des Wegesitzventils ist über einen Druck in einem Rückraum in seine Schließposition beaufschlagt. In dem Kegel sind Steuerschlitze ausgebildet, über die ein Druckanschluß der Hauptstufe bei vom Sitz abgehobenem Kegel mit dem Rückraum verbunden ist. Durch Ansteuern des Pilotventils wird dieser Rückraum mit dem Ausgangsanschluß des Valvi- stors verbunden, so daß der Kegel in Abhängigkeit von der Öffnung des Pilotventils und vom Druck am Druckanschluß eine Regelposition einnimmt, die die Druckmittelströmung vom Druckanschluß zum Ausgangsanschluß bestimmt. D.h., bei einem derartigen Valvistor kann durch eine kleine Steu- erölmenge eine große Druckmittelmenge gesteuert werden.This pilot valve can, for example, be a continuously adjustable orifice plate, which is followed by a pressure compensator for pressure-independent volume flow control. A cone of the directional seat valve is pressurized to its closed position by a pressure in a rear space. Control slots are formed in the cone, via which a pressure connection of the main stage is connected to the rear space when the cone is lifted off the seat. By actuating the pilot valve, this rear space is connected to the output connection of the valve, so that the plug, depending on the opening of the pilot valve and the pressure at the pressure connection, assumes a control position which determines the pressure medium flow from the pressure connection to the output connection. In other words, with such a valvistor, a large amount of pressure medium can be controlled by a small amount of control oil.
Zur Ansteuerung hydraulischer Verbraucher wird in der EP 02 83 053 B1 eine Valvistorschaltung vorgeschlagen, bei der der Zulaufleitung und der Rücklaufieitung jeweils zwei Valvistoren zugeordnet sind. Durch kreuzweise Ansteuerung der Valvistoren wird die Druckmittelzufuhr über einen Valvistor im einen Zweig und der Ablauf des Druckmittels vom hydraulischen Verbraucher über einen Valvistor im anderen Zweig bestimmt, während die beiden weiteren Valvistoren in der Zulauf- und Ablaufleitung nicht angesteuert sind. Diese beiden Valvistoren werden dann angesteuert, wenn der hydraulische Verbraucher in umgekehrter Richtung mit Druckmittel versorgt werden soll.To control hydraulic consumers, a valvistor circuit is proposed in EP 02 83 053 B1, in which two valvistors are assigned to the supply line and the return line. Crosswise control of the valvistors determines the pressure medium supply via a valvistor in one branch and the discharge of the pressure medium from the hydraulic consumer via a valvistor in the other branch, while the other two valvistors in the inlet and outlet lines are not activated. These two valistors are activated when the hydraulic consumer is to be supplied with pressure medium in the opposite direction.
Eine derartige Valvistorsteuerung zeichnet sich gegenüber den herkömmlichen Lösungen mit komplexen und sehr großen Wegeventilen durch eine äußerst kompakten Aufbau aus, wobei durch geeignete Verschaltung von vier Standardkomponenten (Valvistoren) praktisch sämtliche Funktionen des Wegeventils erfüllt werden können. Unter dem Gesichtspunkt, daß bei einer derartigen Valvistorsteuerung stets lediglich zwei Valvistoren in Betrieb sind und die beiden anderen Valvistoren unbetätigt bleiben und aufgrund der Tatsache, daß die Valvistoren selbst sehr teuer in der Fertigung sind, da die Hauptstufe mit einer Stufenbohrung und äußerst präzisen Passungen ausge- führt werden muß, ist der vorrichtungstechnische Aufwand zur Realisierung einer Valvistorsteuerung ebenfalls erheblich.Valvistor control of this type is distinguished from conventional solutions with complex and very large directional control valves by an extremely compact structure, with practically all functions of the directional control valve being able to be carried out by suitable connection of four standard components (valvistors). From the point of view that with such a valvistor control only two valvistors are always in operation and the other two valvistors remain unactuated and due to the fact that the valvistors themselves are very expensive to manufacture, since the main stage has a stepped bore and extremely precise fits - must be carried out, the device engineering effort to implement a valvistor control is also considerable.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Lösungen besteht darin, daß bei einer negativen Last, bspw. bei der Bergabfahrt eines Mobilbaggers am Bremsventil bzw. an dem den Ablauf steuernden Valvistor eine erhebliche Wärmebelastung auftritt, da diese Bauelemente gegen den bei der Bergabfahrt auftretenden Druck von bspw. 100 bar arbeiten müssen, so daß ein erheblicher Energieverlust auftritt.Another disadvantage of the known solutions is that with a negative load, for example when driving a mobile excavator downhill at the brake valve or at the valve controlling the flow, a considerable heat load occurs, since these components counteract the pressure of the downhill, for example. 100 bar must work, so that a considerable loss of energy occurs.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung zu schaffen, die bei minimalem vorrichtungstechnischen Aufwand eine Ansteuerung von hydraulischen Verbrauchern mit geringen Verlusten ermöglicht.In contrast, the object of the invention is to create a valve arrangement which enables hydraulic consumers to be actuated with minimal losses, with minimal expenditure on device technology.
Diese Aufgabe wird durch eine Ventilanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a valve arrangement with the features of patent claim 1.
Erfindungsgemäß hat die Ventilanordnung in einer Ablaufleitung ein Stromregelventil, dessen am Eingang anliegender Druck eine in der Zulaufleitung angeordnete Druckwaage oder ein entsprechend wirkendes Ventil in Schließrichtung beaufschlagt. Erfindungsgemäß ist desweiteren die Ablaufleitung über einen Einspeisekanal und ein Einspeiseventil mit der Zulaufleitung verbindbar, so daß bei einer negativen am Verbraucher anliegenden Last Druckmittel aus der Ablaufleitung in die Zulaufleitung eingespeist wird und somit eine Kavitation verhinderbar ist. Desweiteren wird durch den bei einer negativen Last hohen Druck in der Ablaufleitung die Druckwaage in der Zulaufleitung in Schließrichtung beaufschlagt, so daß der Druck in der Zulaufleitung verringert wird. Bei LS-Systemen wird dann dieser verringerte Druck in der Zulaufleitung als Lastdruck zur Verstellpumpe gemeldet, so daß diese - bspw. auf den Stand-by-Druck - zurückfährt, so daß die Pumpenleistung nicht - wie bei den herkömmlichen Lösungen - vernichtet und in Wärmeenergie umgewandelt werden muß.According to the invention, the valve arrangement has a flow control valve in a drain line, the pressure at the inlet acting on a pressure compensator arranged in the feed line or a correspondingly acting valve in the closing direction. According to the invention, the drain line can also be connected to the feed line via a feed channel and a feed valve, so that when there is a negative load on the consumer, pressure medium is fed from the drain line into the feed line and cavitation can thus be prevented. Furthermore, due to the high pressure in the drain line at a negative load, the pressure compensator in the feed line is acted on in the closing direction, so that the pressure in the feed line is reduced. In LS systems, this reduced pressure in the supply line is then reported as a load pressure to the variable displacement pump, so that the latter returns to stand-by pressure, for example, so that the pump output is not destroyed, and in thermal energy, as in the conventional solutions must be converted.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der in der jeweiligen Zulaufleitung angeordneten Druckwaage ein Schaltventil zugeord- net, über das die in Schließrichtung wirksame Steuerseite der Druckwaage entweder mit dem Druck am Eingang des Stromregelventils in der Ablaufleitung oder mit dem Pumpendruck beaufschlagbar ist.In a preferred exemplary embodiment of the invention, a switching valve is assigned to the pressure compensator arranged in the respective feed line. net, via which the control side of the pressure compensator acting in the closing direction can be acted upon either with the pressure at the inlet of the flow control valve in the drain line or with the pump pressure.
Bei der Ansteuerung eines Hydrozylinders oder eines Hydromotors ist die Ventilanordnung bei einem Ausführungsbeispiel mit zwei Stromregelventilen und zwei Druckwaagen ausgeführt, wobei über das Schaltventil die in der Ablaufleitung angeordnete Druckwaage in ihrer Schließstellung gehalten wird, während das der Zulaufleitung zugeordnete Stromregelventil durch geeignete Ansteuerung ebenfalls abgesperrt ist, so daß die Ansteuerung durch das Stromregelventil in der Ablaufleitung und die Druckwaage in der Zulaufleitung erfolgt, wobei der Druck am Eingang des Stromregelventils über das Schaltventil an der in Schließrichtung wirksamen Steuerfläche der Druckwaage anliegt.When a hydraulic cylinder or a hydraulic motor is activated, the valve arrangement in one exemplary embodiment is designed with two flow control valves and two pressure compensators, the pressure compensator arranged in the discharge line being held in its closed position via the switching valve, while the flow control valve assigned to the supply line is also blocked by suitable activation , so that the control by the flow control valve in the drain line and the pressure compensator in the feed line takes place, the pressure at the input of the flow control valve via the switching valve being applied to the control surface of the pressure compensator which is effective in the closing direction.
Der vorrichtungstechnische Aufwand lässt sich weiter verringern, wenn der Druckmittelzulauf zum Verbraucher über eine einzige Zumessdruckwaage mit nachgeschaltetem Wegeventil gesteuert wird. Das Wegeventil läßt sich aus einer Sperrposition in eine Position bringen, in der der Ausgang der einzigen Zumessdruckwaage mit einen Verbraucheranschluß verbunden ist, während der Ausgang der Zumessdruckwaage in der anderen Schaltstellung des Wegeventils mit dem weiteren Verbraucheranschluß verbunden ist. Die Ablaufsteuerung erfolgt wie bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel über das Stromregelventil in der jeweils wirksamen Ablaufleitung.The expenditure on device technology can be further reduced if the pressure medium supply to the consumer is controlled via a single metering pressure balance with a downstream directional valve. The directional control valve can be brought from a blocking position into a position in which the output of the single metering pressure compensator is connected to a consumer connection, while the output of the metering pressure compensator is connected to the further consumer connection in the other switching position of the directional control valve. As in the exemplary embodiment described above, the sequence control takes place via the flow control valve in the respectively effective discharge line.
Bei einer konstruktiven Ausgestaltung der vor beschriebenen Lösung ist die Zumessdruckwaage in einem Ventilschieber mit nachgeschalteten Wegeventils integriert. Die Ventilanordnung ist besonders kompakt aufgebaut und einfach herstellbar wenn die Stromregelventile mit Meßblende und Druckwaage und das Wegeventil mit integrierter Zumessdruckwaage in einem gemeinsamen Ventilgehäuse integriert sind.In a structural design of the solution described above, the metering pressure compensator is integrated in a valve slide with a downstream directional valve. The valve arrangement is particularly compact and easy to manufacture if the flow control valves with orifice plate and pressure compensator and the directional control valve with integrated metering pressure compensator are integrated in a common valve housing.
Der stromabwärts des Stromregelventils gelegene Teil der Ablaufleitung ist mit einer Tankleitung verbunden. Diese Tankleitung kann über einen Speisekanal mit einem Druckreduzierventil mit derjenigen Pumpe verbunden sein, über die die Druckmittelversorgung des Verbrauchers erfolgt. Das Druckreduzierventii und die Tankspannventile sind so eingestellt, daß in der Tankleitung stets ein minimaler Tankdruck anliegt.The part of the drain line located downstream of the flow control valve is connected to a tank line. This tank line can be connected via a feed channel with a pressure reducing valve to the pump via which the pressure medium is supplied to the consumer. The Druckreduzierventii and the tank tensioning valves are set so that there is always a minimum tank pressure in the tank line.
Bei der Ansteuerung eines Hydromotores wird es bevorzugt, wenn im Speisekanal stromabwärts des Druckreduzierventils ein Vorspannventil angeordnet ist, wobei der Speisekanal im Bereich zwischen dem Druckreduzierventil und dem Vorspannventil über einen Verbindungskanal mit dem Einspeisekanal verbunden ist, so daß bei einer negativen Last neben der Druckmittelmenge, die über den Einspeisekanal von der Ablaufleitung direkt in die Zulaufleitung eingespeist wird, zusätzlich Druckmittel über die Pumpe in die durch die Druckwaage abgesperrte Zulaufleitung einspeisbar ist.When controlling a hydraulic motor, it is preferred if a preload valve is arranged in the feed channel downstream of the pressure-reducing valve, the feed channel being connected to the feed channel in the region between the pressure-reducing valve and the preload valve, so that, in the case of a negative load, in addition to the quantity of pressure medium, which is fed directly from the drain line into the feed line via the feed channel, and additional pressure medium can be fed via the pump into the feed line shut off by the pressure compensator.
Für den Fall, daß das Druckmittel in der Ablaufleitung thermisch belastet ist, kann die Ablaufleitung über ein Thermoventil mit dem Verbindungska- nal verbunden werden, das bei Überschreiten einer maximalen Druckmitteltemperatur die Verbindung zusteuert, so daß dann die Druckmittelzufuhr zur Vermeidung von Kavitation nur noch über die Pumpe erfolgt.In the event that the pressure medium in the drain line is thermally stressed, the drain line can be connected to the connection channel via a thermal valve, which controls the connection when a maximum pressure medium temperature is exceeded, so that the pressure medium supply then only avoids cavitation to avoid it the pump takes place.
Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn das Stromregelventil durch einer verstellbare Meßblende und eine in Reihe geschaltete Druckwaage gebildet ist. Diese Druckwaage wird vorzugsweise in Schließrichtung von dem Druck am Ausgang der Meßblende beaufschlagt.According to the invention, it is preferred if the flow control valve is formed by an adjustable measuring orifice and a pressure compensator connected in series. This pressure compensator is preferably acted upon in the closing direction by the pressure at the outlet of the measuring orifice.
Für den Fall, daß die Ventilanordnung mit Valvistoren ausgeführt sein soll, wird das Stromregelventil als Pilotventil für einen Valvistor ausgebildet, über den die Ablaufsteuerung erfolgt. Die Zulaufsteuerung erfolgt bei dieser Variante durch die in der jeweiligen Zulaufleitung angeordnete Druckwaage, die durch den Eingangsdruck am Pilotventil in Schließrichtung beaufschlagt ist. D.h., bei einer derartigen, mit Valvistoren ausgeführten Variante werden im Unterschied zu der bekannten Lösung lediglich zwei Valvistoren benötigt, während die Zulaufsteuerung über wesentlich einfacher aufgebaute Druckwaagen oder ähnlich wirkende Ventileinrichtungen erfolgt. Der vorrichtungstechnische Aufwand ist somit wesentlich geringer als bei der Valvistorsteuerung gemäß der EP 0 283 053 B1. Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.In the event that the valve arrangement is to be designed with valvistors, the flow control valve is designed as a pilot valve for a valvistor, via which the sequence control takes place. In this variant, the inflow control is carried out by the pressure compensator arranged in the respective inflow line, which is acted upon by the inlet pressure at the pilot valve in the closing direction. In other words, in contrast to the known solution, only two valvistors are required in such a variant, which is designed with valvistors, while the inflow control takes place via pressure scales which are constructed much more simply or valve devices with a similar effect. The outlay in terms of device technology is thus considerably less than in the valvistor control according to EP 0 283 053 B1. Other advantageous developments of the invention are the subject of the further subclaims.
Im folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfin- düng anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Two preferred exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with the aid of schematic drawings. Show it:
Figur 1 einen Teil eines Schaltschemas eines mobilen Arbeitsgerätes mit einem Hydromotor und einem Hydrozylinder;Figure 1 shows a part of a circuit diagram of a mobile implement with a hydraulic motor and a hydraulic cylinder;
Figur 2 das Schaltschema zur Ansteuerung des Hydrozylinders aus Figur 1 ;2 shows the circuit diagram for controlling the hydraulic cylinder from FIG. 1;
Figur 3 das Schaltschema zur Ansteuerung des Hydromotors aus Figur 1 ;Figure 3 shows the circuit diagram for controlling the hydraulic motor of Figure 1;
Figur 4 ein Ausführungsbeispiel mit ValvistorenFigure 4 shows an embodiment with valvistors
Figur 5 eine Prinzipskizze zur Erläuterung der Funktion eines Valvis- tors;FIG. 5 shows a schematic diagram to explain the function of a valvator;
Figur 6 ein Schaltschema einer vereinfachten erfindungsgemäßen Ventilanordnung;FIG. 6 shows a circuit diagram of a simplified valve arrangement according to the invention;
Figur 7 einen Schnitt durch ein Ventilgehäuse in den die Ventilanord- nung aus Figur 6 integriert ist undFIG. 7 shows a section through a valve housing into which the valve arrangement from FIG. 6 is integrated and
Figur 8 eine Teildarstellung des Ventilgehäuses aus Figur 7.8 shows a partial illustration of the valve housing from FIG. 7.
Figur 1 zeigt ein Schaltschema zur Ansteuerung von hydraulischen An- triebselementen eines mobilen Arbeitsgerätes, bspw. eines Baggers, wobei exemplarisch die Ansteuerung eines Hydromotors eines Fahrantriebs und eines Hydrozylinders, bspw. des Auslegerzylinders beschrieben werden.FIG. 1 shows a circuit diagram for the control of hydraulic drive elements of a mobile working device, for example an excavator, with the control of a hydraulic motor of a travel drive and a hydraulic cylinder, for example the boom cylinder, being described by way of example.
Die dargestellte Schaltung hat einen Hydromotor 2 und einen Hydrozy- linder 4, die über eine Verstellpumpe 6 mit Druckmittel versorgt werden. DasThe circuit shown has a hydraulic motor 2 and a hydraulic cylinder 4, which are supplied with pressure medium via a variable displacement pump 6. The
System ist als sog. Einkreissystem ausgeführt, wobei alle hydraulischen Verbraucher von der gemeinsamen Verstellpumpe 6 versorgt werden. Die Ansteuerung der Verstellpumpe 6 erfolgt in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck der angeschlossenen Verbraucher, der über einen LS-Kanal 8 abgegriffen wird. Dieser ist über ein LS-Druckbegrenzungsventil 10 und eine LS-Entlastung 12 mit dem Tank L verbunden, aus dem die Verstellpumpe 6 Druckmittel ansaugt.System is designed as a so-called single-circuit system, with all hydraulic Consumers are supplied by the common variable displacement pump 6. The variable pump 6 is controlled as a function of the highest load pressure of the connected consumers, which is tapped via an LS channel 8. This is connected via an LS pressure relief valve 10 and an LS relief 12 to the tank L, from which the variable pump 6 sucks in pressure medium.
Die Ansteuerung des Hydromotors 2 und des Hydrozylinders 4 erfolgt über Ventilanordnungen 14 bzw. 16, deren Elemente im folgenden anhand der Figuren 2 und 3 näher erläutert werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ventilanordnungen 14 und 16 jeweils zu einem Ventilblock zusammengefaßt, der jeweils einen Druckanschluß P, einen Lastmeldeanschluß LS, einen Tankanschluß T sowie zwei Arbeitsanschlüsse A und B hat.The hydraulic motor 2 and the hydraulic cylinder 4 are controlled via valve arrangements 14 and 16, the elements of which are explained in more detail below with reference to FIGS. 2 and 3. In the exemplary embodiment shown, the valve arrangements 14 and 16 are each combined to form a valve block, each of which has a pressure connection P, a load signaling connection LS, a tank connection T and two working connections A and B.
Der Pumpenanschluß P der Ventilanordnung 14 bzw. 16 ist über eine Druckleitung 18 an den Druckanschluß der Verstellpumpe 6 angeschlossen. Von der Druckleitung 18 zweigt ein Speisekanal 21 ab, der an einen Speiseanschluß S der Ventilanordnung 14 angeschlossen ist. Im Speisekanal 21 ist ein Druckreduzierventil 22 angeordnet, über das der Pumpendruck auf einen Speisedruck von bspw. 6 bar reduziert wird. Der Speisekanal 21 ist über ein Vorspannventil 24 mit einer Tankleitung 26 verbunden, über die der Tank L an den Tankanschluß T angeschlossen ist. Die Tankleitung .26 hat zwei Parallelleitungen 28, 30, in denen Tankspannventile 32 bzw. 34 angeordnet sind. Stromabwärts des Tankspannventiles 32 ist in der Parallelleitung 28 ein Kühler 37 zur Kühlung des zum Tank L zurückströmenden Druckmittels angeordnet. Das dem Kühler 36 vorgeschaltete Tankspannventil 32 öffnet bei einem geringeren Druck als das parallele Tankspannventil 34, so daß in Abhängigkeit von dem in der Tankleitung 26 herrschenden Druck die gesamte Ölmenge durch den Kühler 37 geführt wird oder aber bei höheren Drücken durch die aufgesteuerte Parallelleitung 30 direkt zum Tank L zurückgeführt wird.The pump connection P of the valve arrangement 14 or 16 is connected to the pressure connection of the variable displacement pump 6 via a pressure line 18. A feed channel 21 branches off from the pressure line 18 and is connected to a feed connection S of the valve arrangement 14. A pressure reducing valve 22 is arranged in the feed channel 21, via which the pump pressure is reduced to a feed pressure of, for example, 6 bar. The feed channel 21 is connected via a prestress valve 24 to a tank line 26, via which the tank L is connected to the tank connection T. The tank line .26 has two parallel lines 28, 30, in which tank tensioning valves 32 and 34 are arranged. A cooler 37 for cooling the pressure medium flowing back to the tank L is arranged in the parallel line 28 downstream of the tank tensioning valve 32. The upstream of the cooler 36 tank tension valve 32 opens at a lower pressure than the parallel tank tension valve 34, so that depending on the pressure prevailing in the tank line 26, the entire amount of oil is passed through the cooler 37 or, at higher pressures, through the controlled parallel line 30 directly is returned to tank L.
Figur 2 zeigt die Ventilanordnung 16 zur Ansteuerung des Hydrozylin- ders 4 in vergrößerter Darstellung. Demgemäß hat die Ventilanordnung 16 zwei parallel geschaltete Stromregelventile 36, 38, die in der Darstellung gemäß Figur 2 gestrichelt angedeutet sind. Jedes der Stromregelventile 36, 38 hat beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine proportional verstellbare Meßblende 40 bzw. 42, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein elektrisch betätigtes Proportionalventil ausgebildet ist. Der Meßblende 40, 42 ist jeweils eine Druckwaage 44 bzw. 46 vorgeschaltet. Gemäß Figur 2 sind die Stromregelventile 36, 38 jeweils in Kanälen angeordnet, über die der Arbeitsanschluß B bzw. A mit dem Tankanschluß T verbindbar ist. Je nach Ansteuerung der Steueranordnung dient dabei einer dieser Kanäle als Zulaufleitung, während der andere Kanal die Ablaufleitung ist. Für die folgen- den Erläuterungen sei angenommen, daß das Druckmittel über den Arbeitsanschluß B vom Verbraucher zum Tank zurückströmen soll und über den Arbeitsanschluß A zum Verbraucher strömen soll. Demgemäß ist dann das Stromregelventil 36 (rechts in Figur 2) in einer Ablaufleitung 48 angeordnet, über die der Arbeitsanschluß B mit dem Eingang der Druckwaage 44 ver- bunden ist. Der Arbeitsanschluß B der Ventilanordnung 16 ist über einen Rücklaufkanal 50 mit einem Ringraum 52 des Hydrozylinders 4 verbunden.FIG. 2 shows the valve arrangement 16 for actuating the hydraulic cylinder 4 in an enlarged representation. Accordingly, the valve assembly 16 has two flow control valves 36, 38 connected in parallel, as shown are indicated by dashed lines according to FIG. In the exemplary embodiment shown, each of the flow control valves 36, 38 has a proportionally adjustable measuring orifice 40 or 42, which in the exemplary embodiment shown is formed by an electrically operated proportional valve. The orifice plate 40, 42 is preceded by a pressure compensator 44 and 46, respectively. According to FIG. 2, the flow control valves 36, 38 are each arranged in channels via which the working connection B or A can be connected to the tank connection T. Depending on the control of the control arrangement, one of these channels serves as the inlet line, while the other channel is the outlet line. For the following explanations it is assumed that the pressure medium should flow back from the consumer to the tank via the working connection B and should flow to the consumer via the working connection A. Accordingly, the flow control valve 36 (on the right in FIG. 2) is then arranged in a drain line 48, via which the work connection B is connected to the inlet of the pressure compensator 44. The working connection B of the valve arrangement 16 is connected to an annular space 52 of the hydraulic cylinder 4 via a return channel 50.
Entsprechend ist der Eingang der Druckwaage 46 des Stromregelventils 38 über eine Zulaufleitung 54 mit dem Arbeitsanschluß A und dieser über einen Druckkanal 56 mit einem Zylinderraum 58 des Hydrozylinders 4 verbunden.Correspondingly, the input of the pressure compensator 46 of the flow control valve 38 is connected to the working connection A via an inlet line 54 and this is connected to a cylinder chamber 58 of the hydraulic cylinder 4 via a pressure channel 56.
Gemäß Figur 2 sind die Stromregelventile 36, 38 in Zweigkanälen 60 bzw. 62 angeordnet, über die der Ablaufkanal 48 bzw. der Zulaufkanal 54 mit einem gemeinsamen Tankkanal 64 verbunden sind, der über den Tankanschluß T an die Tankleitung 26 angeschlossen ist. Am Eingang der Druckwaage 44 bzw. 46 liegt somit der Druck in der Ablaufleitung 48 bzw. der Zulaufleitung 54 an. Die Druckwaagen 44, 46 sind in Schließrichtung von dem Druck am Eingang der nachgeschalteten Meßblende 40 bzw. 42 und in Öff- nungsrichtung von dem Druck am Ausgang der jeweiligen Meßblende beaufschlagt.According to FIG. 2, the flow control valves 36, 38 are arranged in branch channels 60 and 62, respectively, via which the outlet channel 48 and the inlet channel 54 are connected to a common tank channel 64, which is connected to the tank line 26 via the tank connection T. At the input of the pressure compensator 44 or 46, the pressure in the discharge line 48 or the inlet line 54 is therefore present. The pressure compensators 44, 46 are acted upon in the closing direction by the pressure at the input of the downstream measuring orifice 40 or 42 and in the opening direction by the pressure at the outlet of the respective measuring orifice.
Der Druck am Eingang der Druckwaage 44, 46 wird jeweils über einenThe pressure at the input of the pressure compensator 44, 46 is in each case via a
Steuerkanal 66 bzw.68 abgegriffen und zu einem Eingangsanschluß eines Schaltventils 70 bzw. 72 geführt, der in der dargestellten federvorgespanntenControl channel 66 and 68 tapped and led to an input port of a switching valve 70 and 72, which is spring-biased in the illustrated
Grundposition abgesperrt ist. Ein weiterer Eingangsanschluß der Schaltven- tile 70, 72 ist über einen an den Pumpenanschluß P angeschlossenen Pumpenkanal 74 an den Pumpenanschluß P angeschlossen.Basic position is blocked. Another input connection of the switching valve tile 70, 72 is connected to the pump connection P via a pump channel 74 connected to the pump connection P.
Die Ablaufleitung 48 und die Zulaufleitung 54 zweigen ebenfalls von diesem Pumpenkanal 74 ab, wobei im Abzweigungsbereich jeweils eine Zu- meßdruckwaage 76 bzw. 78 angeordnet ist. Die in Schließrichtung wirksame Steuerfläche der Zumeßdruckwaage 76, 78 ist mit dem Druck am Ausgangsanschluß des Schaltventils 70 bzw. 72 beaufschlagt. Die in Öffnungsrichtung wirksame Steuerseite der Druckwaage 76, 78 ist jeweils über einen Tanksteuerkanal 80 bzw. 82 mit dem Tankkanal 64 verbunden. In der dargestellten Grundposition der Schaltventile 70, 72 sind die Druckwaagen 76, 78 in Schließrichtung über den Pumpenkanal 74 mit dem Ausgangsdruck der Verstellpumpe 6 beaufschlagt. Die in Öffnungsrichtung wirksamen Federn sind so ausgelegt, daß die Druckwaage 76 bzw. 78 bei Stand-by-Druck der Hydropumpe 1 in ihre Sperrstellung gebracht sind.The drain line 48 and the feed line 54 likewise branch off from this pump channel 74, a metering pressure compensator 76 and 78 being arranged in each case in the branch area. The control surface of the metering pressure compensator 76, 78 effective in the closing direction is acted upon by the pressure at the outlet connection of the switching valve 70 or 72. The control side of the pressure compensator 76, 78 effective in the opening direction is connected to the tank channel 64 via a tank control channel 80 and 82, respectively. In the basic position of the switching valves 70, 72 shown, the pressure compensators 76, 78 are acted upon in the closing direction via the pump channel 74 by the outlet pressure of the variable displacement pump 6. The springs acting in the opening direction are designed so that the pressure compensators 76 and 78 are brought into their blocking position when the hydraulic pump 1 is at standby pressure.
Stromabwärts jeder Druckwaage 76, 78 ist ein Zulaufrückschlagventil 85 bzw. 87 angeordnet, über das eine Rückströmung des Druckmittels vom Arbeitsanschluß A, B zur Druckwaage 76 bzw. 78 verhindert ist.Downstream of each pressure compensator 76, 78 there is an inlet check valve 85 or 87, via which backflow of the pressure medium from the working connection A, B to the pressure compensator 76 or 78 is prevented.
Der Druck stromaufwärts der Zulaufrückschlagventile 85, 87 wird über einen Meldekanal 89 bzw. 91 und LS-Rückschlagventile 92 bzw. 94 an den LS-Anschluß gemeldet.The pressure upstream of the inlet check valves 85, 87 is reported to the LS connection via a signaling channel 89 or 91 and LS check valves 92 or 94.
Parallel zu den Einspeisekanälen 84 und 86 ist die Zulauf- bzw. Ablaufleitung 54, 48 über Druckbegrenzungsventile 96 und 98 mit der Tankleitung verbunden, so daß im Fall einer Drucküberhöhung in der Zulaufleitung 54 oder in der Ablaufleitung 48 Druckmittel zum Tank L hin entspannt werden kann.In parallel to the feed channels 84 and 86, the inlet or outlet line 54, 48 is connected to the tank line via pressure limiting valves 96 and 98, so that in the event of a pressure increase in the inlet line 54 or in the outlet line 48 pressure medium to the tank L can be released ,
Zum Ausfahren des Zylinders 4 wird das Schaltventil 72 betätigt und die Meßblende 40 aufgesteuert. Bei betätigtem Schaltventil 72 liegt an der in Schließrichtung wirksamen Steuerfläche der Druckwaage 78 der Druck am Eingang der Druckwaage 44 an, der etwa dem durch die Tankspannventile 32, 34 vorgegebenen Tankdruck entspricht. Die Druckwaage 78 öffnet, dieTo extend the cylinder 4, the switching valve 72 is actuated and the orifice 40 is opened. When the switching valve 72 is actuated, the pressure at the inlet of the pressure compensator 44 is applied to the control surface of the pressure compensator 78, which pressure corresponds to the tank pressure specified by the tank tensioning valves 32, 34. The pressure compensator 78 opens that
Druckwaage 76 und die Meßblende 42 sind geschlossen. Das von der Ver- stellpumpe 6 geförderte Druckmittel wird über den Druckanschluß P, die Druckwaage 78 und das Rückschlagventil 86 zum Arbeitsanschluß A und von dort über den Druckkanal 56 in den Zylinderraum 58 gefördert. Das aus dem Ringraum 52 verdrängte Druckmittel strömt über den Arbeitsanschluß B, die Ablaufleitung 48, die Druckwaage 44 und die geöffnete Meßblende 40 in den Tankkanal 64 und von dort über den Tankanschluß T in die Tankleitung 26. Die Druckwaage 44 stellt sich dabei in eine Regelposition ein, in der der Druckabfall über der Meßblende 40 im wesentlichen unabhängig vom Druck im Zweigkanal 60 (Ablaufleitung 48) konstant gehalten wird.Pressure compensator 76 and the orifice plate 42 are closed. That of the Control pump 6 pumped pressure medium is fed via the pressure port P, the pressure compensator 78 and the check valve 86 to the working port A and from there via the pressure channel 56 into the cylinder chamber 58. The pressure medium displaced from the annular space 52 flows via the working connection B, the discharge line 48, the pressure compensator 44 and the opened measuring orifice 40 into the tank channel 64 and from there via the tank connection T into the tank line 26. The pressure compensator 44 is in a control position a, in which the pressure drop across the orifice 40 is kept constant, regardless of the pressure in the branch channel 60 (drain line 48).
Gemäß Figur 2 ist der Tankkanal 64 über Einspeisekanäle 84, 86 mit der Ablaufleitung 48 bzw. der Zulaufleitung 54 verbunden. In jedem der Einspeisekanäle 84, 86 ist ein als Rückschlagventil ausgebildetes Einspeiseventil 88 bzw. 90 angeordnet.According to FIG. 2, the tank channel 64 is connected to the drain line 48 and the feed line 54 via feed channels 84, 86. In each of the feed channels 84, 86, a feed valve 88 or 90 designed as a check valve is arranged.
Bei einer ziehenden Last (nach oben in Figur 2) liegt in der Ablaufleitung 48 ein wesentlich höherer Druck als beim "regulären" Betrieb des Hydrozylinders 4 an, während der Druck in der Zulaufleitung 56 gering ist, so daß Druckmittel in den Zylinderraum 58 nachströmen muß. Der in der Ab- laufleitung 48 anliegende Druck von bspw. 100 bar liegt dann auch am Eingang der Druckwaage 44 an. Dieser Druck wird über den Steuerkanal 66 und das umgeschaltete Schaltventil 72 an die in Schließrichtung wirksame Steuerfläche der Zumeßdruckwaage 78 geführt, so daß diese gegen die Kraft ihrer Druckfeder verstellt wird und der Druck in der Zulaufleitung 54 an- gedrosselt wird. Dieser verringerte Druck wird über den Meldekanal 91 und das LS-Rückschlagventil 92 und den LS-Anschluß in den LS-Kanal 8 gemeldet. Aufgrund dieses verringerten Lastdruckes wird dann die Verstellpumpe 6 zurückgefahren. Durch dieses Rückfahren der Verstellpumpe wird gegenüber den herkömmlichen Lösungen erheblich an Energie eingespart, da bei diesen die Verstellpumpe weiter mit dem voreingestellten Druck fördert.With a pulling load (upward in FIG. 2), there is a substantially higher pressure in the discharge line 48 than in the "regular" operation of the hydraulic cylinder 4, while the pressure in the supply line 56 is low, so that pressure medium has to flow into the cylinder chamber 58 , The pressure of, for example, 100 bar present in the discharge line 48 is then also present at the inlet of the pressure compensator 44. This pressure is fed via the control channel 66 and the switched switching valve 72 to the control surface of the metering pressure compensator 78 which is effective in the closing direction, so that it is adjusted against the force of its compression spring and the pressure in the feed line 54 is throttled. This reduced pressure is reported via the signaling channel 91 and the LS check valve 92 and the LS connection in the LS channel 8. Due to this reduced load pressure, the variable displacement pump 6 is then retracted. This retraction of the variable pump saves a considerable amount of energy compared to conventional solutions, since in these the variable pump continues to deliver at the preset pressure.
Das Druckmittel strömt dann über das Stromregelventil 36 mit konstantem Volumenstrom in den Tankkanal 64. Da der Druck in der Zulaufleitung 54 wesentlich geringer als in der Ablaufleitung 48 ist, öffnet das Einspeise- ventil 90, so daß das Druckmittel direkt in die Zulaufleitung 54 eingespeist werden kann. Eine Kavitation im Zylinderraum 58 läßt sich somit vermeiden. Das System wird somit mit nahezu 100 %iger Regeneration betrieben, so daß diese Lösung herkömmlichen Lösungen energetisch überlegen ist.The pressure medium then flows through the flow control valve 36 with a constant volume flow into the tank channel 64. Since the pressure in the inlet line 54 is substantially lower than in the outlet line 48, the feed valve 90 opens, so that the pressure medium is fed directly into the inlet line 54 can. Cavitation in the cylinder space 58 can thus be avoided. The system is thus operated with almost 100% regeneration, so that this solution is energetically superior to conventional solutions.
Figur 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Ventilanordnung 40 zur Ansteuerung des Hydromotors 2. Diese Ventilanordnung 40 entspricht imFIG. 3 shows an enlarged illustration of the valve arrangement 40 for controlling the hydraulic motor 2. This valve arrangement 40 corresponds in FIG
Grundaufbau der anhand von Figur 2 beschriebenen Ventilanordnung 16 zurBasic structure of the valve arrangement 16 described with reference to FIG
Ansteuerung des Hydrozylinders 4, so daß im folgenden nur die zusätzlichenControl of the hydraulic cylinder 4, so that only the additional in the following
Bauelemente beschrieben werden.Components are described.
Wie bereits eingangs erwähnt, ist der Verbindungskanal 20 an denAs already mentioned at the beginning, the connecting channel 20 is connected to the
Speiseanschluß S angeschlossen. Dieser ist über einen Kanal 102 mit den Einspeisekanälen 86, 88 verbunden. Im Unterschied zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel sind diese nicht direkt an den Tankkanal 64 angeschlossen. Dieser Anschluß erfolgt über ein Thermoventil 104, das in seiner federvorgespannten Grundposition den Tankkanal 64 und damit die Rücklaufleitung 48 (54) mit dem Kanal 102 verbindet. Bei Durchströmung mit einem stark erwärmten Druckmittel schließt das Thermoventil 104 die Verbindung zwischen dem Tankkanal 64 und dem Kanal 102, so daß die Einspeisung von Druckmittel in einen der Einspeisekanäle 86, 88 nur über den Ver- bindungskanal 20 und nicht über den Tankkanal 64 erfolgen kann.Supply connection S connected. This is connected via a channel 102 to the feed channels 86, 88. In contrast to the exemplary embodiment described above, these are not connected directly to the tank channel 64. This connection is made via a thermal valve 104 which, in its spring-loaded basic position, connects the tank channel 64 and thus the return line 48 (54) to the channel 102. When a strongly heated pressure medium flows through it, the thermal valve 104 closes the connection between the tank channel 64 and the channel 102, so that pressure medium can be fed into one of the feed channels 86, 88 only via the connecting channel 20 and not via the tank channel 64 ,
Gemäß Figur 3 zweigt von der Ablaufleitung 48 und von der Zulaufleitung 54 jeweils ein Druckbegrenzungskanal 106, 108 ab, der an den Tanksteuerkanal 80 bzw. 82 angeschlossen ist. In jedem Druckbegrenzungskanal 106, 108 ist ein Druckbegrenzungsventil 110 bzw. 112 angeordnet, das in seiner federvorgespannten Grundposition den zugeordneten Druckbegrenzungskanal 106 bzw. 108 absperrt. Der Druck im Druckbegrenzungskanal 106 bzw. 108 wird an eine das Schaltventil 70 bzw. 72 in Grundposition beaufschlagende Steuerfläche gemeldet. In jedem Druckbegrenzungskanal 106, 108 ist desweiteren eine Drossel 114 bzw. 116 vorgesehen.According to FIG. 3, a pressure-limiting channel 106, 108 branches off from the drain line 48 and from the feed line 54, which is connected to the tank control channel 80 and 82, respectively. A pressure relief valve 110 or 112 is arranged in each pressure relief passage 106, 108 and, in its spring-loaded basic position, shuts off the associated pressure relief passage 106 or 108. The pressure in the pressure-limiting channel 106 or 108 is reported to a control surface which acts on the switching valve 70 or 72 in the basic position. Furthermore, a throttle 114 or 116 is provided in each pressure limiting channel 106, 108.
Zur Ansteuerung des Hydromotors, d.h. zur Druckbeaufschlagung über den Arbeitsanschluß A wird die Meßblende 40 aufgesteuert und das Schaltventil 72 umgeschaltet, während die Meßblende 42 und das weitere Schalt- ventil 70 in ihren Schließstellungen bleiben. Das Druckmittel wird über den Druckanschluß P, die Zumeßdruckwaage 78, das Zulaufrückschlagventil 87 und den Arbeitsanschluß A zum Hydromotor 2 gefördert. Das rücklaufende Druckmittel strömt über den Arbeitsanschluß B, die Druckwaage 44' des Stromregelventils 36 und die nachgeschaltete aufgesteuerte Meßblende 40 zum Tankkanal 64 und von dort über den Tankanschluß T in die Tankleitung 26 zurück.To control the hydraulic motor, ie to apply pressure via the working port A, the orifice plate 40 is opened and the switching valve 72 is switched over, while the orifice plate 42 and the further switching valve 70 remain in their closed positions. The pressure medium is supplied via the pressure connection P, the metering pressure compensator 78 and the inlet check valve 87 and promoted the working connection A to the hydraulic motor 2. The returning pressure medium flows via the working connection B, the pressure compensator 44 'of the flow control valve 36 and the downstream controlled measuring orifice 40 to the tank channel 64 and from there via the tank connection T back into the tank line 26.
Bei einer negativen Last baut sich in der Ablaufleitung 48 ein hoher Druck (bspw. 100 bar) auf, der über den Steuerkanal 66 und das umgeschaltete Schaltventil 72 zur Steuerfläche der Zumeßdruckwaage 78 gemeldet wird - diese wird zugesteuert und die Verstellpumpe 6 zurückgefahren. Das Druckmittel in der Ablaufleitung 48 wird über die Druckwaage 44 und die aufgesteuerte Meßblende 40 mit im wesentlichen lastdruckunabhängigem Volumenstrom in den Tankkanal 64 eingeleitet. Falls dieses Druckmittel eine zulässige Arbeitstemperatur aufweist, ist das Thermoventil 104 geöffnet, so daß das Druckmittel über das Thermoventil 104 in den Kanal 102 eingespeist wird. In diesem Kanal 102 herrscht zumindest der über das Druckreduzierventil 22 und die Tankspannventile 32, 34 eingestellte Mindesttank- druck. Das Druckmittel kann dann über den Einspeisekanal 86 und das geöffnete Einspeiseventil 90 in die Zulaufleitung 54 eingespeist werden, wobei durch die zusätzliche Druckmittelzufuhr über die Verstellpumpe 6 in den Verbindungskanal 20 mit Stand-by-Druck genügend Druckmittel eingespeist werden kann, um jedwede Kavitation zu verhindern. Bei sehr heißem Druckmittel schließt das Thermoventil 104, so daß das über die Ablaufleitung zurückströmende Druckmittel über den Tankkanal 64 und die Tankleitung 26 in den Tank L zurückgeführt wird. Die Kavitation wird durch die Druckmittelzufuhr über die Verstellpumpe 6 verhindert.With a negative load, a high pressure (for example 100 bar) builds up in the discharge line 48, which is reported via the control channel 66 and the switched switching valve 72 to the control surface of the metering pressure compensator 78 - this is controlled and the variable displacement pump 6 is retracted. The pressure medium in the discharge line 48 is introduced into the tank channel 64 via the pressure compensator 44 and the activated measuring orifice 40 with a volume flow that is essentially independent of the load pressure. If this pressure medium has a permissible working temperature, the thermal valve 104 is opened so that the pressure medium is fed into the channel 102 via the thermal valve 104. In this channel 102 there is at least the minimum tank pressure set via the pressure reducing valve 22 and the tank tensioning valves 32, 34. The pressure medium can then be fed into the feed line 54 via the feed channel 86 and the open feed valve 90, with sufficient pressure medium being able to be fed into the connecting channel 20 with stand-by pressure by means of the additional pressure medium supply via the variable displacement pump 6 in order to prevent any cavitation , When the pressure medium is very hot, the thermal valve 104 closes, so that the pressure medium flowing back via the discharge line is returned to the tank L via the tank channel 64 and the tank line 26. The cavitation is prevented by the pressure medium supply via the variable pump 6.
Bei den vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Lösungen erfolgt die Ansteuerung der hydraulischen Verbraucher über eine Ablaufsteuerung, wo- bei dann, wenn im Ablauf ein ein vorbestimmtes Druckniveau überschreitender Druck auftritt, die Verstellpumpe 6 zurückfahren und Druckmittel in den Zulauf eingespeist werden kann, so daß eine nahezu 100 %ige Regeneration ermöglicht ist. In Figur 4 ist eine Variante der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Schaltungen gezeigt. Bei dieser Variante sind die Stromregelventile 36 im jeweiligen Ablauf als Pilotventil eines Valvistors 114 bzw. 116 ausgebildet.In the above-described solutions according to the invention, the hydraulic consumers are actuated via a sequence control, and when a pressure exceeding a predetermined pressure level occurs in the sequence, the variable displacement pump 6 can be retracted and pressure medium can be fed into the inlet, so that an almost 100% regeneration is possible. FIG. 4 shows a variant of the circuits shown in FIGS. 2 and 3. In this variant, the flow control valves 36 are designed in the respective sequence as a pilot valve of a valvistor 114 or 116.
Das Grundprinzip eines Valvistors ist in Figur 5 dargestellt. Wie eingangs erwähnt, ist die Hauptstufe 118 als 2/2-Wegesitzventil ausgeführt, dessen Kegel 120 auf einem Ventilsitz 122 aufsitzt. Über den abgestuften Kegel 120 läßt sich eine Verbindung zwischen einem Eingangsanschluß P und einem Ausgangsanschluß T aufsteuern.The basic principle of a valvistor is shown in FIG. 5. As mentioned at the beginning, the main stage 118 is designed as a 2/2-way seat valve, the cone 120 of which is seated on a valve seat 122. A connection between an input connection P and an output connection T can be controlled via the stepped cone 120.
Die in Schließrichtung wirksame Stirnfläche des Kegels 120 ist in einem Rückraum 124 angeordnet, der über eine Steuerleitung mit dem Ausgangsanschluß T verbunden ist. In der Steuerleitung 126 ist ein Pilotventil 128 angeordnet, das eine verstellbare Meßblende ausbildet.The end face of the cone 120 which is effective in the closing direction is arranged in a rear space 124 which is connected to the output connection T via a control line. A pilot valve 128 is arranged in the control line 126 and forms an adjustable measuring orifice.
Der Kegel 120 ist mit einem Längsschlitz 130 versehen, der in der Schließposition des Kegels 120 von einer Steuerkante 132 im Ringraum abgesperrt ist, so daß keine direkte Verbindung zwischen dem Eingangsanschluß P und dem Rückraum 124 vorliegt. Beim Aufsteuern des Pilotventils 128 auf einen vorbestimmten Meßblendenquerschnitt strömt Steueröl aus dem Rückraum 124 ab. Der Kegel 120 hebt vom Ventilsitz 122 ab und die Steuerkante 132 steuert den Längsschlitz 130 auf, so daß Druckmittel vom Eingangsanschluß P in den Rückraum 124 eintreten kann. Der Steuerkegel 120 nimmt eine Regelposition ein, in der die Steuerölzufuhr über den Steu- erschlitz 130 gleich der Steuerölabfuhr aus dem Rückraum 124 über das Pilotventil 128 ist. D.h., mit einem derartigen Valvistor lassen sich mit sehr geringen Steuerölmengen große Druckmittelvolumenströme steuern.The cone 120 is provided with a longitudinal slot 130 which is blocked in the closed position of the cone 120 by a control edge 132 in the annular space, so that there is no direct connection between the input port P and the rear space 124. When the pilot valve 128 is opened to a predetermined orifice cross section, control oil flows out of the rear space 124. The cone 120 lifts off the valve seat 122 and the control edge 132 opens the longitudinal slot 130, so that pressure medium can enter the rear chamber 124 from the inlet port P. The control cone 120 assumes a control position in which the control oil supply via the control slot 130 is equal to the control oil discharge from the rear space 124 via the pilot valve 128. In other words, with such a valvistor, large pressure medium volume flows can be controlled with very small amounts of control oil.
Als Pilotventil 128 gemäß Figur 5 kann bspw. ein Stromregelventil 36, 38 verwendet werden, wie es bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde.For example, a flow control valve 36, 38 can be used as the pilot valve 128 according to FIG. 5, as was described in the exemplary embodiments described above.
Figur 4 zeigt das Schaltsymbol der Hauptstufe 118, wie sie anhand vonFIG. 4 shows the circuit symbol of the main stage 118, as shown in FIG
Figur 5 erläutert ist. Die beim Schaltsymbol der Hauptstufe 118 dargestellten mechanisch miteinander verbundenen verstellbaren Meßblenden stehen für den vom Kegel 120 aufgesteuerten Öffnungsquerschnitt (Meßblende ström- aufwärts der Druckwaage der Hauptstufe) und für den über die Steuerkante 132 aufgesteuerten Querschnitt des Längsschlitzes 130. Bei der Verwendung von Valvistoren ist der Eingang des Stromregelventils 36 - im vorliegenden Fall der Eingang der Druckwaage 44 mit einer Steuerleitung 134 verbunden, über den die Druckwaage der Hauptstufe 118 des Valvistors 114 mit einem in Schließrichtung wirksamen Druck beaufschlagt ist.Figure 5 is explained. The adjustable measuring orifices mechanically connected to each other in the circuit symbol of the main stage 118 stand for the opening cross-section controlled by the cone 120 (measuring orifice flowing upward of the pressure compensator of the main stage) and for the cross-section of the longitudinal slot 130, which is controlled via the control edge 132. When using valvistors, the input of the flow control valve 36 - in the present case the input of the pressure compensator 44, is connected to a control line 134 via which the pressure compensator Main stage 118 of valve 114 is acted upon by a pressure effective in the closing direction.
Demgemäß sind die beiden Hauptstufen 118 der beiden Valvistoren 114, 116 mit ihrem Eingangsanschluß P an die Ablaufleitung 48 bzw. die Zulaufleitung 54 angeschlossen und die Ausgangsanschlüsse T sind jeweils mit dem gemeinsamen Tankkanal 64 verbunden.Accordingly, the two main stages 118 of the two valvistors 114, 116 are connected with their input connection P to the drain line 48 and the feed line 54 and the output connections T are each connected to the common tank channel 64.
Der zu einem Eingangsanschluß P des Schaltventils 72 führende Steuerkanal 66 ist ebenfalls an die Steuerleitung 134 angeschlossen.The control channel 66 leading to an input port P of the switching valve 72 is also connected to the control line 134.
Die Druckwaage der Hauptstufe 118 des Valvistors 116 wird entsprechend in Schließrichtung über eine Steuerleitung 136 beaufschlagt, deren Druck auch am Eingang der Druckwaage 46 sowie über den Steuerkanal 68 auch an einem Eingang des Schaltventils 70 anliegt. Die beiden Tanksteuer- kanäle 80 und 82 sind wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen an den Tankkanal 64 angeschlossen. Im übrigen entspricht das in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Schaltung gemäß Figur 2. Die Schaltung gemäß Figur 3 läßt sich entsprechend auch mit den beiden Valvistoren 114 und 116 ausführen.The pressure compensator of the main stage 118 of the valvistor 116 is accordingly acted upon in the closing direction via a control line 136, the pressure of which is also present at the input of the pressure compensator 46 and via the control channel 68 also at an input of the switching valve 70. The two tank control channels 80 and 82 are connected to the tank channel 64 as in the previously described exemplary embodiments. For the rest, the exemplary embodiment shown in FIG. 4 corresponds to the circuit according to FIG. 2. The circuit according to FIG. 3 can accordingly also be implemented with the two valvistors 114 and 116.
Zum Ausfahren des Hydrozylinders 4 wird das Schaltventil 72 umgeschaltet und die einstellbare Meßblende 40 aufgesteuert. Das Schaltventil 70 und die andere einstellbare Meßblende 42 bleiben in ihren dargestellten Grundpositionen.To extend the hydraulic cylinder 4, the switching valve 72 is switched over and the adjustable measuring orifice 40 is opened. The switching valve 70 and the other adjustable measuring orifice 42 remain in their basic positions shown.
Das Druckmittel strömt über die geöffnete Zumeßdruckwaage 78, das Zulaufrückschlagventil 87 zum Arbeitsanschluß A und von dort in den Zylinderraum 58. Das aus dem Ringraum 52 verdrängte Druckmittel strömt über den Arbeitsanschluß B, die Ablaufleitung 48 zum Anschluß P der Hauptstufe 118 des Valvistors 114. Bei aufgesteuerter Meßblende 40, die die Funktion des Pilotventils 128 in Figur 5 übernimmt, wird der in Schließrichtung wirk- same Druck durch die Steuerölströmung in der Steuerleitung 134 abgebaut - die Hauptstufe 118 öffnet und nimmt eine Regelposition ein, in der das Druckmittel vom Eingangsanschluß P zum Tankanschluß T in den Tankkanal 64 abströmen kann.The pressure medium flows via the open metering pressure compensator 78, the inlet check valve 87 to the working connection A and from there into the cylinder space 58. The pressure medium displaced from the annular space 52 flows via the working connection B, the drain line 48 to the connection P of the main stage 118 of the valve 114. Bei activated orifice 40, which takes over the function of pilot valve 128 in FIG. 5, is activated in the closing direction. same pressure reduced by the control oil flow in the control line 134 - the main stage 118 opens and assumes a control position in which the pressure medium can flow from the inlet port P to the tank port T into the tank channel 64.
Bei einer ziehenden Last steigt der Druck in der Ablaufleitung 48 an. Entsprechend wird auch der Druck in der Steuerleitung 134 erhöht, so daß dieser erhöhte Druck über den Steuerkanal 66 die Zumeßdruckwaage 78 in Schließstellung beaufschlagt. Durch die sich schließende Zumeßdruckwaage 78 wird der Druck in der Zulaufleitung 54 verringert und ein entsprechend verringerter Druck über den Meldekanal 91 und das LS-Rückschlagventil 92 in den LS-Kanal 8 gemeldet - die Verstellpumpe 6 fährt zurück auf Stand-by- Druck. Der Steuerölvolumenstrom über das Stromregelventil 36 wird über die Kombination der Druckwaage 44 und der geöffneten Meßblende 40 konstant gehalten, so daß das Druckmittel über die sich in ihrer Regelposition befindlichen Hauptstufe 118 des Valvistors 114 vom Eingangsanschluß P zum Tankanschluß T und von da in den Tankkanal 64 abströmen kann. Da der Druck im Zulaufkanal 54 wesentlich geringer ist als der Druck im Tankkanal 64, kann Druckmittel über den Einspeisekanal 86 und das Einspeiseventil 90 genau wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen in die Zulaufleitung 54 eingespeist werden.With a pulling load, the pressure in the drain line 48 increases. The pressure in the control line 134 is also increased accordingly, so that this increased pressure acts on the metering pressure compensator 78 in the closed position via the control channel 66. The closing metering pressure compensator 78 reduces the pressure in the feed line 54 and reports a correspondingly reduced pressure via the signaling channel 91 and the LS check valve 92 in the LS channel 8 - the variable displacement pump 6 moves back to stand-by pressure. The control oil volume flow through the flow control valve 36 is kept constant by the combination of the pressure compensator 44 and the open measuring orifice 40, so that the pressure medium is in its control position in the main stage 118 of the valve 114 from the input port P to the tank port T and from there into the tank channel 64 can flow off. Since the pressure in the feed channel 54 is substantially lower than the pressure in the tank channel 64, pressure medium can be fed into the feed line 54 via the feed channel 86 and the feed valve 90, just as in the exemplary embodiments described above.
Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sind in jedem Zweig eine Zumessdruckwaage 76, 78 und ein Schaltventil 68, 70 vorgesehen, die über Kreuz mit dem jeweiligen Stromregelventil 36 bzw. 38 im anderen Zweig zusammenwirken, um den Druckmittelzulauf und -ablauf zu steuern. In Figur 6 ist ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem beiden Zweigen eine einzige, gemeinsame Zumessdruckwaage 78 zugeordnet ist, der ein Wegeventil 136 nachgeschaltet ist.In the above-described exemplary embodiments, a metering pressure compensator 76, 78 and a switching valve 68, 70 are provided in each branch, which interact cross-wise with the respective flow control valve 36 or 38 in the other branch in order to control the pressure medium inflow and outflow. FIG. 6 shows a simplified exemplary embodiment in which a single, common metering pressure compensator 78 is assigned to the two branches, which is followed by a directional control valve 136.
Das Wegeventil 136 hat bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei Schaltpositionen, wobei in der mittleren, federvorgespannten Grundposition (0) die Zulaufleitung 54, die Ablaufleitung 48 und die Druckleitung 18, in die die Zumessdruckwaage 78 geschaltet ist abgesperrt sind. Zur Druckmittel- Versorgung über die Zulaufleitung 54 läßt sich das Wegeventil elektrisch oder mittels eines hydraulischen Steuerdruckes in eine Schaltposition (b) bringen, in der der Ausgang der Druckwaage 78 mit der Zulaufleitung 54 verbunden ist, während die Verbindung zwischen der Druckleitung 18 und der Rücklaufleitung abgesperrt ist. In dieser Schaltposition ist der an den Eingang des Stromregelventils 36 angeschlossene Steuerkanal 66 mit einer Leitung 138 verbunden, so daß die in Schließrichtung wirksame Steuerfläche der Zumessdruckwaage 78 mit dem Druck am Eingang des Stromregelventils 36 und damit dem Druck in der Ablaufleitung 48 beaufschlagt ist. Wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen, ist die in Öffnungsrichtung wirksame Steuerfläche der Zumessblende 78 mit dem Tankdruck, d. h. mit dem Druck in dem Tankkanal 64 beaufschlagt.The directional control valve 136 has three switching positions in the exemplary embodiment shown, the inlet line 54, the outlet line 48 and the pressure line 18, into which the metering pressure compensator 78 is connected, being shut off in the central, spring-preloaded basic position (0). For the supply of pressure medium via the inlet line 54, the directional control valve can be moved into a switching position (b) electrically or by means of a hydraulic control pressure. bring in which the outlet of the pressure compensator 78 is connected to the inlet line 54, while the connection between the pressure line 18 and the return line is blocked. In this switching position, the control channel 66 connected to the input of the flow control valve 36 is connected to a line 138, so that the control surface of the metering pressure compensator 78 effective in the closing direction is acted upon by the pressure at the input of the flow control valve 36 and thus the pressure in the discharge line 48. As in the exemplary embodiments described above, the control surface of the metering orifice 78 which is effective in the opening direction is acted upon by the tank pressure, ie by the pressure in the tank channel 64.
In der anderen dargestellten Schaltposition (a) ist die in Schließrichtung wirksame Steuerfläche der Zumessblende 78 mit dem Druck im anderen Steuerkanal 68 beaufschlagt, der an den Eingang des Stromregelventils 38 angeschlossen ist. In dieser Schaltposition ist der Ausgang der Zumessdruckwaage 78 mit dem rechten Zweig, d. h. mit der als "Ablaufleitung" 48 bezeichneten Leitung verbunden, so daß der Verbraucher über den Arbeitsanschluß B mit Druckmittel versorgt wird und diese Leitung als Zulaufleitung wirkt.In the other switching position (a) shown, the control surface of the metering orifice 78 which is effective in the closing direction is acted upon by the pressure in the other control channel 68, which is connected to the inlet of the flow control valve 38. In this switching position, the output of the metering pressure compensator 78 with the right branch, i. H. connected to the line designated as "drain line" 48, so that the consumer is supplied with pressure medium via the working connection B and this line acts as an inlet line.
Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel wird somit über das Wegeventil 136 die Druckmittelzufuhr und -abfuhr zum bzw. vom Verbraucher gesteuert, wobei die Druckwaage 78 stets in Schließrichtung mit dem Druck in der jeweils wirksamen Ablaufleitung und in Öffnungsrichtung mit dem Tankdruck beaufschlagt ist.In the exemplary embodiment described above, the pressure medium supply and discharge to and from the consumer is thus controlled via the directional valve 136, the pressure compensator 78 always being acted upon in the closing direction by the pressure in the respectively effective drain line and in the opening direction by the tank pressure.
Ähnlich wie bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Tankdruck über ein Tankspannventil 32 auf einen vorbestimmten Wert beispielsweise 8 bar vorgespannt Im Speisekanal 21 ist ein Druckreduzier- ventil 22 zur Einstellung des Tankspeisdruckes vorgesehen.Similar to the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the tank pressure is prestressed to a predetermined value, for example 8 bar, by means of a tank tensioning valve 32. A pressure reducing valve 22 is provided in the feed channel 21 for setting the tank feed pressure.
Die sonstigen Elemente der in Figur 6 dargestellten Schaltung entsprechen dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2, so daß der Einfachheit halber auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird. Zur Druckmittelzufuhr über den Arbeitsanschluß A wird das Wegeventil 136 in die mit (b) bezeichnete Schaltstellung gebracht, so daß das Druckmittel über die Druckwaage 78, das Wegeventil 136, die Zulaufleitung 54 und das Zulaufrückschlagventil 87 über den Arbeitsanschluß A zum Verbraucher geführt wird. Das vom Verbraucher zurückströmende Druckmittel wird über den Arbeitsanschluß B, die Ablaufleitung 48, die Druckwaage 44, die aufgesteuerte Meßblende 40 und den Tankkanal 64 in den Tank L zurückgeführt.The other elements of the circuit shown in Figure 6 correspond to the embodiment of Figure 2, so that for the sake of simplicity reference is made to the corresponding statements. For pressure medium supply via the working connection A, the directional valve 136 is brought into the switch position designated (b), so that the pressure medium is guided to the consumer via the working connection A via the pressure compensator 78, the directional valve 136, the inlet line 54 and the inlet check valve 87. The pressure medium flowing back from the consumer is returned to the tank L via the working connection B, the discharge line 48, the pressure compensator 44, the metering orifice 40 and the tank channel 64.
Bei einem Druckaufbau in der Ablaufleitung (ziehende Last) wird - ähn- lieh wie bei dem anhand von Figur 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel - die Zumessdruckwaage 78 durch den über den Steuerkanal 66 abgegriffenen Druck in der Ablaufleitung 48 zugesteuert, so daß der Druck in der Zulaufleitung 54 angedrosselt wird. Der verringerte Druck wird dann über den Meldekanal 91 abgegriffen und in den LS-Kanal 8 gemeldet, so daß die Verstellpumpe 6 zurückgefahren wird. Das über den Arbeitsanschluß B zurückströmende Druckmittel kann dann in der eingangs beschriebenen Weise über das Einspeiseventil 90 direkt in die Zulaufleitung 54 eingespeist, so daß Kavitationen verhinderbar sind.When pressure builds up in the drain line (pulling load), the metering pressure compensator 78 is controlled - similar to the embodiment described with reference to FIG. 2 - by the pressure in the drain line 48 tapped via the control channel 66, so that the pressure in the feed line 54 is throttled. The reduced pressure is then tapped via the message channel 91 and reported in the LS channel 8, so that the variable pump 6 is retracted. The pressure medium flowing back via the working connection B can then be fed directly into the feed line 54 via the feed valve 90 in the manner described at the beginning, so that cavitation can be prevented.
Bei besonderen Anwendungen kann das Wegeventil 136 - wie in FigurIn special applications, the directional control valve 136 - as in FIG
6 angedeutet - als Proportionalventil ausgebildet sein. Prinzipiell reicht es jedoch aus, wenn das Wegeventil 136 als Schaltventil mit drei Schaltpositionen ausgeführt ist.6 indicated - be designed as a proportional valve. In principle, however, it is sufficient if the directional valve 136 is designed as a switching valve with three switching positions.
In den Figuren 7 und 8 ist die konstruktive Umsetzung der Schaltung gemäß Figur 6 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind praktisch sämtliche vorbeschriebenen Komponenten in einem gemeinsamen Ventilgehäuse 140 integriert. Das Ventilgehäuse 140 hat eine erste Ventilbohrung 142 in der ein Ventilschieber 144 des Wegeventils 136 geführt ist. In den Ventilschieber 144 ist ein Kolben 146 der Zumessdruckwaage 78 integriert.FIGS. 7 and 8 show the constructive implementation of the circuit according to FIG. 6. In this exemplary embodiment, practically all of the components described above are integrated in a common valve housing 140. The valve housing 140 has a first valve bore 142 in which a valve slide 144 of the directional valve 136 is guided. A piston 146 of the metering pressure compensator 78 is integrated in the valve slide 144.
Im Ventilgehäuse 140 ist parallel zur Ventilbohrung 142 eine weitere Bohrung 148 ausgebildet, in der ein Ventilkörper 150 geführt ist, über den die beiden Meßblenden 40, 42 ausgebildet sind. In dem Ventilkörper 150 sind Druckwaagenkolben 152, 154 der Druckwaagen 44 bzw. 46 achsial verschiebbar angeordnet. Wie im folgenden noch näher beschrieben wird, sind in das Ventilgehäuse 140 des weiteren noch die beiden Zulaufrückschlagventile 85, 87 integriert. Die Ansteuerung des Wegeventils 136 und der beiden Meßblenden 40, 42 erfolgt hydraulisch über Ansteuerkanäle 156, 158, die jeweils mit Steuerräumen des Wegeventils 136 und der Meßblende 44 oder 46 verbunden sind.A further bore 148 is formed in the valve housing 140 parallel to the valve bore 142, in which a valve body 150 is guided, via which the two measuring orifices 40, 42 are formed. Pressure compensator pistons 152, 154 of the pressure compensators 44 and 46 are arranged axially displaceably in the valve body 150. As will be described in more detail below, the two inlet check valves 85, 87 are also integrated into the valve housing 140. The directional control valve 136 and the two measuring orifices 40, 42 are actuated hydraulically via control channels 156, 158, which are each connected to control rooms of the directional control valve 136 and the measuring orifice 44 or 46.
Der Ventilschieber 144 ist über Federn 160, 162 und der Ventilkörper 150 über Zentrierfedern 164, 166 vorgespannt, wobei die Federräume derThe valve slide 144 is biased by springs 160, 162 and the valve body 150 by means of centering springs 164, 166, the spring spaces of the
Zentrierfeder 164 und der Feder 162 mit dem Druck im Ansteuerkanal 156 und die Federräume der Zentrierfeder 166 und der Feder 160 mit dem Druck im Ansteuerkanal 158 beaufschlagt ist.Centering spring 164 and spring 162 with the pressure in the control channel 156 and the spring spaces of the centering spring 166 and the spring 160 with the pressure in the control channel 158.
Bezüglich weiterer Einzelheiten der in Figur 7 dargestellten Ventilanordnung sei auf die Detaildarstellung gemäß Figur 8 verwiesen.With regard to further details of the valve arrangement shown in FIG. 7, reference is made to the detailed illustration according to FIG. 8.
Demgemäß sind in der Ventilbohrung 142 fünf Ringnuten 168, 170, 172, 174 und 175 ausgebildet. Die mittlere Ringnut 172 ist über die Drucklei- tung 18 an die Verstellpumpe 6 angeschlossen. Der als Hohlschieber ausgeführte Ventilschieber 144 hat einen Mantelbohrungsstern 178, der in der dargestellten Grundposition im Bereich zwischen den Ringnuten 168 und 170 angeordnet ist. Im Axialabstand zum Mantelbohrungsstern 178 sind im Ventilschieber Steuerbohrungen 180 ausgebildet, die in der Ringnut 172 münden.Accordingly, five annular grooves 168, 170, 172, 174 and 175 are formed in the valve bore 142. The central annular groove 172 is connected to the variable displacement pump 6 via the pressure line 18. The valve spool 144, which is designed as a hollow slide, has a casing bore star 178 which, in the basic position shown, is arranged in the region between the annular grooves 168 and 170. At the axial distance from the casing bore star 178, control bores 180 are formed in the valve slide, which open into the annular groove 172.
In der gezeigten Position ist zwischen den beiden Ringnuten 174, 176 im Ventilschieber 144 eine Mantelbohrung 182 ausgebildet, über die in Figur 8 rechte Stirnfläche des Kolbens 146 mit dem Druck in einer der Ringnuten 174, 176 beaufschlagbar ist. Die andere Stirnfläche des Kolbens 146 ist über eine Radialbohrung 184 mit dem Druck in einer Steuerleitung 186 beaufschlagbar, über die der Tankdruck abgegriffen wird, so daß die in Figur 8 linke Stirnfläche des Kolbens 146 mit dem Tankdruck beaufschlagt ist.In the position shown, a jacket bore 182 is formed in the valve slide 144 between the two annular grooves 174, 176, via which the pressure in one of the annular grooves 174, 176 can be applied to the right end face of the piston 146 in FIG. 8. The other end face of the piston 146 can be acted upon via a radial bore 184 with the pressure in a control line 186 via which the tank pressure is tapped, so that the left end face of the piston 146 in FIG. 8 is acted upon by the tank pressure.
Der in einer Innenbohrung 188 des Ventilschiebers 144 geführte Kolben 146 der Zumessdruckwaage 78 hat zwei axialbeabstandete Ringbünde 180, 190, die mit der Innenumfangswandung der Innenbohrung 188 einen Ringraum 192 begrenzen. Der Axialabstand der Ringbünde 189, 190 ist so gewählt, daß der Ringraum 192 in der dargestellten Grundposition den Mantelbohrungsstern 178 mit den Steuerbohrungen 180 verbindet.The piston 146 of the metering pressure compensator 78, which is guided in an inner bore 188 of the valve slide 144, has two axially spaced ring collars 180, 190, which delimit an annular space 192 with the inner circumferential wall of the inner bore 188. The axial spacing of the annular collars 189, 190 is selected so that the annular space 192 connects the casing bore star 178 to the control bores 180 in the basic position shown.
Die Stirnseiten des Ventilschiebers 144 sind über Endstücke 194 und 196 verschlossen. Am Endstück 194 ist eine Regelfeder 198 abgestützt, über die der Kolben 146 mit einem rechts vom Ringbund 190 angeordneten Endteil 200 gegen das Endstück vorgespannt ist. Das Endteil 200 ist radial gegenüber dem Ringbund 190 zurückgesetzt, so daß Druckmittel durch die Mantelbohrung 182 hindurch gelangen und die Stirnfläche des Endteils 200 mit dem Druck in der Ringnut 174 oder 176 beaufschlagen kann. Dieser Druck wirkt entgegen der Kraft der Regelfeder 198 und dem Druck im Federraum des Kolbens 146.The end faces of the valve slide 144 are closed via end pieces 194 and 196. A control spring 198 is supported on the end piece 194, via which the piston 146 is biased against the end piece with an end part 200 arranged to the right of the annular collar 190. The end part 200 is set back radially with respect to the annular collar 190, so that pressure medium can pass through the casing bore 182 and the end face of the end part 200 can be subjected to the pressure in the annular groove 174 or 176. This pressure acts against the force of the control spring 198 and the pressure in the spring chamber of the piston 146.
In der den Ventilkörper 150 aufnehmenden Bohrung 148 des Ventilgehäuses 140 sind vier Ringnuten 202, 204, 206, 208 ausgebildet, wobei die Ringnuten 202, 208 mit den Arbeitsanschlüssen A bzw. B verbunden sind. Die Ringnut 202 ist über die Zulaufleitung 54 und das in das Ventilgehäuse 144 integrierte Zulaufrückschlagventil 87 mit der Ringnut 168 verbunden, während die Ringnut 208 über die Ablaufleitung 48 und Ablaufrückschlagventil 85 mit der Ringnut 170 verbunden ist. Der höhere Druck in der Zulaufoder Ablaufleitung wird über den LS-Meldekanal 91 abgegriffen.Four annular grooves 202, 204, 206, 208 are formed in the bore 148 of the valve housing 140 which receives the valve body 150, the annular grooves 202, 208 being connected to the working connections A and B, respectively. The annular groove 202 is connected to the annular groove 168 via the inlet line 54 and the inlet check valve 87 integrated in the valve housing 144, while the annular groove 208 is connected to the annular groove 170 via the outlet line 48 and outlet check valve 85. The higher pressure in the inlet or outlet line is tapped via the LS signaling channel 91.
Die Bohrung 148 hat des weiteren zwei Nuten 210, 212, die über dieThe bore 148 also has two grooves 210, 212, which over the
Steuerkanäle 66 und 68 mit den Ringnuten 176 bzw. 174 verbunden sind. Über die Nuten 210 und 212 kann der Druck in den Ringnuten 202 bzw. 208 bei einer entsprechenden Verschiebung des Ventilkörpers 150 abgegriffen und in die zugeordneten Ringnuten 176 bzw. 174 übertragen werden.Control channels 66 and 68 are connected to the ring grooves 176 and 174, respectively. The pressure in the ring grooves 202 and 208 can be tapped via the grooves 210 and 212 upon a corresponding displacement of the valve body 150 and can be transmitted into the associated ring grooves 176 and 174.
Im Mantel des Ventilkörpers 150 sind mittige Tankdurchbrüche 214 ausgebildet, die in einer Umfangsnut des Ventilkörpers 150 münden. Durch diese Umfangsnut wird ein Ringspalt 216 ausgebildet, der sich zwischen denIn the jacket of the valve body 150, central tank openings 214 are formed, which open into a circumferential groove of the valve body 150. Through this circumferential groove, an annular gap 216 is formed, which is between the
Ringnuten 204 und 206 erstreckt und der mit dem Tankkanal 64 verbunden ist, so daß im Ringspalt 216 der Tankdruck anliegt Die Geometrie dieses Ringspalt 216 ist so gewählt, daß in jeder Axialposition des Ventilkörpers 150 die Ringnuten 204 und 206 mit dem Tankkanal 54 verbunden sind.Ring grooves 204 and 206 extends and which is connected to the tank channel 64, so that the tank pressure is present in the annular gap 216. The geometry of this Annular gap 216 is selected such that the annular grooves 204 and 206 are connected to the tank channel 54 in each axial position of the valve body 150.
Im Inneren des Ventilkörpers 150 sind die beiden Druckwaagenkolben 152, 154 geführt, wobei diese über eine mittige, gemeinsame Steuerfeder 218 gegen zwei den Ventilkörper 150 stirnseitig verschließende Endstücke 220, 222 vorgespannt sind. Im Mantel des Ventilkörpers 150 sind vier weitere Mantelbohrungssterne 226, 228, 230, 232 ausgebildet, wobei die Bohrungssterne 228, 230 und 232, 226 symmetrisch zu den Tankdurchbrüchen 214 ausgebildet sind. Die Mantelbohrungssterne 226, 228 sind der Druckwaage 46 und die Mantelbohrungssterne 230, 232 der Druckwaage 44 zugeordnet (siehe Figur 7). Die beiden Druckwaagenkolben 152, 154 haben jeweils zwei axial beabstandete Bünde 234, 236 bzw. 238, 240, durch die jeweils ein Ringraum 242 bzw. 244 begrenzt ist. Dieser Ringraum erstreckt sich in der in Figur 8 rechts dargestellten Grundposition der Druckwaagenkolben 152, 154 so, daß die beiden Mantelbohrungssterne 230 und 232 bzw. 226 und 228 miteinander verbunden sind. In der Darstellung gemäß Figur 8 ist der linke Druckwaagenkolben 154 in einer Steuerposition gezeigt, in der der Mantelbohrungsstern 226 zugesteuert ist. Der Druck im Ringraum 242 bzw. 244 kann über Innenbohrungen 246 bzw. 248 abgegriffen und an die jeweils außen liegende, von der Steuerfeder 218 entfernte Stirnfläche des Druckwaagenkolbens 152 bzw. 154 geführt werden.The two pressure compensating pistons 152, 154 are guided in the interior of the valve body 150, and these are prestressed via a central, common control spring 218 against two end pieces 220, 222 closing the end of the valve body 150. Four further jacket bore stars 226, 228, 230, 232 are formed in the jacket of the valve body 150, the bore stars 228, 230 and 232, 226 being configured symmetrically to the tank openings 214. The jacket bore stars 226, 228 are assigned to the pressure compensator 46 and the jacket bore stars 230, 232 to the pressure compensator 44 (see FIG. 7). The two pressure compensator pistons 152, 154 each have two axially spaced collars 234, 236 and 238, 240, respectively, through which an annular space 242 and 244 is delimited. In the basic position of the pressure compensator pistons 152, 154 shown on the right in FIG. 8, this annular space extends in such a way that the two casing bore stars 230 and 232 or 226 and 228 are connected to one another. In the illustration according to FIG. 8, the left pressure compensator piston 154 is shown in a control position in which the casing bore star 226 is closed. The pressure in the annular space 242 or 244 can be tapped via inner bores 246 or 248 and can be passed to the outer end face of the pressure compensator piston 152 or 154, which is remote from the control spring 218.
Zur Druckmittelversorgung über den Arbeitsanschluß A wird ein Steu- erdruck an den Ansteuerkanal 156 angelegt, so daß der Ventilschieber 144 und der Ventilkörper 150 in der Darstellung gemäß Figur 7 durch den Steuerdruck gegen die Kraft der Federn 160 bzw. 166 nach links verschoben werden. Durch diese Axialverschiebung wird die Ringnut 172 über die Steuerbohrungen 180, den Ringraum 192 und den Mantelbohrungsstern 178 mit der nunmehr aufgesteuerten Ringnut 168 verbunden. Das Druckmittel strömt über die Zulaufleitung 54, das Zulaufrückschlagventil 87, die Ringnut 202 zum Arbeitsanschluß A. Das vom Verbraucher zurückströmende Druckmittel tritt über den Arbeitsanschluß B in die Ringnut 208 ein, die aufgrund der Axialverschiebung des Ventilkörpers 150 über den Mantelbohrungsstern 232 mit dem Ringraum 242 verbunden ist D. h., der Mantelbohrungsstern 232 und die Ringnut 208 bilden praktisch die Meßblende 40. Der Druck im Ring- räum 242, d. h. am Ausgang der Meßblende 40 wird über die Innenbohrung 246 abgegriffen, so daß der Druckwaagenkolben 152 (Figur 7) entgegen der Kraft der Steuerfeder 218 beaufschlagt ist. Auf die linke Strinfläche des Druckwaagenkolbens 152 wirkt zusätzlich zur Steuerfeder 218 der Druck in der Tankleitung 64.To supply pressure medium via the working port A, a control pressure is applied to the control channel 156, so that the valve slide 144 and the valve body 150 in the illustration according to FIG. 7 are shifted to the left by the control pressure against the force of the springs 160 and 166. As a result of this axial displacement, the annular groove 172 is connected to the annular groove 168, which is now open, via the control bores 180, the annular space 192 and the casing bore star 178. The pressure medium flows via the inlet line 54, the inlet check valve 87, the annular groove 202 to the working connection A. The pressure medium flowing back from the consumer enters the annular groove 208 via the working connection B, which due to the axial displacement of the valve body 150 via the casing bore star 232 with the annular space 242 That is, the casing bore star 232 and the annular groove 208 practically form the measuring orifice 40. The pressure in the annular Room 242, ie at the outlet of the orifice plate 40 is tapped via the inner bore 246, so that the pressure compensator piston 152 (FIG. 7) is acted against the force of the control spring 218. In addition to the control spring 218, the pressure in the tank line 64 acts on the left line surface of the pressure compensator piston 152.
Der Druckwaagenkolben 152 stellt sich in eine Regelposition ein, in der der Druckabfall über der Meßblende, unabhängig vom Druck in der Ablaufleitung 48 konstant gehalten wird, d. h. in dieser Regelposition ist durch den Ringbund 236 der Öffnungsquerschnitt des Mantelbohrungsstern 232 entsprechend auf- bzw. zugesteuert.The pressure compensator piston 152 sets itself into a control position in which the pressure drop across the measuring orifice is kept constant, regardless of the pressure in the discharge line 48, i. H. in this control position, the opening cross section of the casing bore star 232 is opened or closed accordingly by the collar 236.
Das vom Arbeitsanschluß B zurücklaufende Druckmittel tritt dann durch den Ringraum 242, den Mantelbohrungsstern 232 und die Ringnut 206 in den Ringspalt 216 ein und kann durch die Tankdurchbrüche 214 zum Tank abströmen. Der Druck in der Ablaufleitung 48 wird über die Nut 212 und den Steuerkanal 66 abgegriffen und liegt in der Ringnut 174 an. Dieser Druck wird über die Mantelbohrung 182 zu der in Figur 8 rechten Stirnfläche des Kolbens 146 geführt, so daß dieser in Schließrichtung mit dem Druck in der Ablaufleitung 48 beaufschlagt ist. Bei dem vorbeschriebenen Druckanstieg in der Rücklaufleitung 48 wird dann der Kolben 146 gegen die Kraft der Regelfeder 198 nach links verschoben, so daß die Steuerbohrungen 180 geschlossen und somit der Druck in der Zulaufleitung 54 angedrosselt wird. Dieser verringerte Druck wird über die Meldeleitung 91 an die Verstellpumpe 6 gemeldet, so daß diese zurückgefahren wird. Das Druckmittel kann in diesem Betriebszustand - wie eingangs beschrieben - über das Einspeiseventil 90 (Figur 7) direkt in den Zulauf eingespeist werden.The pressure medium returning from the working connection B then enters through the annular space 242, the casing bore star 232 and the annular groove 206 into the annular gap 216 and can flow out through the tank openings 214 to the tank. The pressure in the drain line 48 is tapped via the groove 212 and the control channel 66 and is present in the annular groove 174. This pressure is guided via the casing bore 182 to the right end face of the piston 146 in FIG. 8, so that the pressure in the discharge line 48 is applied to it in the closing direction. With the above-described pressure increase in the return line 48, the piston 146 is then shifted to the left against the force of the control spring 198, so that the control bores 180 are closed and the pressure in the supply line 54 is throttled. This reduced pressure is reported via the signal line 91 to the variable displacement pump 6, so that the latter is retracted. In this operating state, as described at the beginning, the pressure medium can be fed directly into the feed via the feed valve 90 (FIG. 7).
Bei sämtlichen vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen kann anstelle des Stromregelventils 36, 38 mit Druckwaage 44 bzw. 46 mit proportional verstellbarer Meßblende 40, 42 auch ein Proportionalstromregler eingesetzt werden.In all of the above-described exemplary embodiments, a proportional flow controller can also be used instead of the flow control valve 36, 38 with a pressure compensator 44 or 46 with a proportionally adjustable measuring orifice 40, 42.
Die als Rückschlagventile ausgebildeten Einspeiseventile 88 und 90 sowie die Druckbegrenzungsventile 96 und 98 können in die Valvistorhaupt- stufe 118 integriert werden. Offenbart ist eine Ventilanordnung zur Steuerung einer Druckmittelzufuhr und -abfuhr zu bzw. von einem Verbraucher, insbesondere eines Hydrozylinders oder eines Hydromotors. Die Ventilanordnung hat in einer Zulauflei- tung eine Druckwaage mit nachgeschaltetem Rückschlagventil und in einer Ablaufleitung ein Stromregelventil, wobei eine in Schließrichtung wirksame Steuerseite der Druckwaage über einen Steuerkanal mit dem Eingang des Stromregelventils verbunden ist. Das über die Ablaufleitung zurückströmende Druckmittel kann bei negativer Last über einen Einspeisekanal in die Zu- laufleitung eingespeist werden. The feed valves 88 and 90 in the form of check valves and the pressure relief valves 96 and 98 can be integrated into the main valvistor stage 118. Disclosed is a valve arrangement for controlling a pressure medium supply and discharge to and from a consumer, in particular a hydraulic cylinder or a hydraulic motor. The valve arrangement has a pressure balance in a feed line with a downstream check valve and a flow control valve in a discharge line, a control side of the pressure balance effective in the closing direction being connected via a control channel to the input of the flow control valve. The pressure medium flowing back through the drain line can be fed into the feed line via a feed channel if the load is negative.
Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS
2 ydromotor2 ydromotor
4 Hydrozylinder4 hydraulic cylinders
6 Verstellpumpe6 variable pump
8 LS-Kanal8 LS channels
10 LS-Druckbegrenzungsventil10 LS pressure relief valve
12 LS-Entlastung12 LS relief
14 Ventilanordnung (Hydromotor)14 valve arrangement (hydraulic motor)
16 Ventilanordnung (Hydrozylinder)16 valve arrangement (hydraulic cylinder)
18 Druckleitung18 pressure line
20 Verbindungskanal20 connecting channel
21 Speisekanal21 feed channel
22 Druckreduzierventil22 pressure reducing valve
24 Vorspannventil24 preload valve
26 Tankleitung26 tank line
28 Parallelleitung28 parallel line
30 Parallelleitung30 parallel line
32 Tankspannventil32 tank tension valve
34 Tankspannventil34 tank cocking valve
36 Stromregelventil36 flow control valve
37 Kühler37 cooler
38 Stromregelventil38 flow control valve
40 Meßblende40 orifice plate
42 Meßblende42 orifice plate
44 Druckwaage44 pressure compensator
46 Druckwaage46 pressure compensator
48 Ablaufleitung48 drain pipe
50 Rücklaufkanal50 return channel
52 Ringraum52 annulus
54 Zulaufleitung54 Inlet line
56 Druckkanal56 pressure channel
58 Zylinderraum58 cylinder chamber
60 Zweigkanal60 branch channel
62 Zweigkanal Tankkanal62 branch channel tank channel
Steuerkanalcontrol channel
Steuerkanalcontrol channel
Schaltventilswitching valve
Schaltventilswitching valve
Pumpenkanalpump channel
ZumeßdruckwaageZumeßdruckwaage
ZumeßdruckwaageZumeßdruckwaage
TanksteuerkanalTank control channel
TanksteuerkanalTank control channel
Einspeisekanalfeed channel
ZulaufrückschlagventilInlet check valve
Einspeisekanalfeed channel
ZulaufrückschlagventilInlet check valve
Einspeiseventilfeed valve
Meldekanalsignaling channel
Einspeiseventilfeed valve
Meldekanalsignaling channel
LS-RückschlagventilLS-return valve
LS-RückschlagventilLS-return valve
DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
Kanalchannel
Thermoventilthermovalve
DruckbegrenzungskanalPressure relief channel
DruckbegrenzungskanalPressure relief channel
DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
Valvistorvalvistor
Valvistorvalvistor
Hauptstufemain stage
Kegelcone
Ventilsitzvalve seat
Rückraumbackcourt
Steuerleitungcontrol line
Pilotventil 130 Längsschlitzpilot valve 130 longitudinal slot
132 Steuerkante132 control edge
134 Steuerleitung134 control line
136 Wegeventil136 way valve
138 Leitung138 line
140 Ventilgehäuse140 valve housing
142 Ventilbohrung142 valve bore
144 Ventilschieber144 valve spool
146 Kolben146 pistons
148 Bohrung148 hole
150 Ventilkörper150 valve body
152 Druckwaagenkolben152 pressure balance pistons
154 Druckwaagenkolben154 pressure balance pistons
156 Ansteuerkanal156 control channel
158 Ansteuerkanal158 control channel
160 Feder160 feather
162 Feder162 spring
164 Zentrierfeder164 centering spring
166 Zentrierfeder166 centering spring
168 Ringnut168 ring groove
170 Ringnut170 ring groove
172 Ringnut172 ring groove
174 Ringnut174 ring groove
176 Ringnut176 ring groove
178 Mantelbohrstern178 jackets
180 Steuerbohrungen180 control holes
182 Mantelbohrung182 casing bore
184 Radialbohrung184 radial bore
186 Steurleitung186 control line
188 Innenbohrung188 inner bore
189 Ringbund189 ring collar
190 Ringbund190 bundle of rings
192 Ringraum192 annulus
194 Endstück194 end piece
196 Endstück196 end piece
198 Regelfeder 200 Endteil198 rule spring 200 end part
202 Ringnut202 ring groove
204 Ringnut204 ring groove
206 Ringnut206 ring groove
208 Ringnut208 ring groove
210 Nut210 groove
212 Nut212 groove
214 Tankdurchbrüche214 tank breakthroughs
216 Ringspalt216 annular gap
218 Steuerfeder218 control spring
220 Endstück220 end piece
224 Endstück224 end piece
226 Mantelbohrungsstern226 mantle bore star
228 Mantelbohrungsstern228 mantle bore star
230 Mantelbohrungsstern230 mantle bore star
232 Mantelbohrungsstern232 mantle bore star
234 Bund234 fret
236 Bund236 fret
238 Bund238 fret
240 Bund240 bunch
242 Ringraum242 annulus
244 Ringraum244 annulus
246 Innenbohrung246 inner bore
248 Innenbohrung 248 inner bore

Claims

Ansprüche Expectations
1. Ventilanordnung zur Steuerung einer Druckmittelzu- und -abfuhr zu bzw. von einem Verbraucher, insbesondere einem Hydrozylinder (4) oder einem Hydromotor (2), mit einer Ventileinrichtung (14,16), über die eine zum Verbraucher (2,4) führende Zulaufleitung (54) mit einer Pumpe (6) und eine Rücklaufleitung (48) mit einem Druckmittelreservoir (L) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zulaufleitung (54) eine Zumeßdruckwaage (78) und in der Ablaufleitung (48) ein Stromregelventil (36) angeordnet ist, wobei eine in Schließrichtung wirksame Steuerfläche der Zumeßdruckwaage (78) über einen Steuerkanal (66) mit dem Eingang des Stromregelventils (36) beaufschlagbar ist und wobei das über den Ablaufkanal (48) zurückströmende Druckmittel mittels eines Einspeisekanals (86) mit Einspeiseventil (90) in die Zulaufleitung (54) einspeisbar ist.1. Valve arrangement for controlling a pressure medium supply and discharge to or from a consumer, in particular a hydraulic cylinder (4) or a hydraulic motor (2), with a valve device (14, 16) via which one to the consumer (2, 4) leading inlet line (54) can be connected to a pump (6) and a return line (48) to a pressure medium reservoir (L), characterized in that in the inlet line (54) a metering pressure compensator (78) and in the outlet line (48) a flow control valve (36) is arranged, wherein a control surface of the metering pressure compensator (78) which is effective in the closing direction can be acted upon via a control channel (66) with the input of the flow control valve (36) and the pressure medium flowing back via the outlet channel (48) by means of a feed channel (86) can be fed into the feed line (54) with a feed valve (90).
2. Ventilanordnung nach Patentanspruch 1 , wobei der Zumeßdruckwaage (78) ein Schaltventil (72) zugeordnet ist, in dessen Schaltpositionen die Steuerfläche mit einer den Pumpendruck führenden Leitung oder mit dem Steuerkanal (66) verbindbar ist.2. Valve arrangement according to claim 1, wherein the metering pressure compensator (78) is assigned a switching valve (72), in the switching positions of which the control surface can be connected to a line carrying the pump pressure or to the control channel (66).
3. Ventilanordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Ablaufleitung (48) mit einer Tankleitung (26) verbunden ist, in der. zumindest ein Tankspannventil (32,34) angeordnet ist.3. Valve arrangement according to claim 1 or 2, wherein the drain line (48) is connected to a tank line (26) in which. at least one tank tensioning valve (32, 34) is arranged.
4. Ventilanordnung nach Patentanspruch 3, wobei die Tankleitung (26) über einen Speisekanal (21) mit Druckreduzierventil (22) mit der Pumpe (6) verbunden ist.4. Valve arrangement according to claim 3, wherein the tank line (26) via a feed channel (21) with pressure reducing valve (22) is connected to the pump (6).
5. Ventilanordnung nach Patentanspruch 4, wobei im Speisekanal (21) ein Vorspannventil (24) angeordnet ist.5. Valve arrangement according to claim 4, wherein a biasing valve (24) is arranged in the feed channel (21).
6. Ventilanordnung nach Patentanspruch 4 und 5, wobei der Speisekanal (21) im Bereich zwischen Vorspannventil (24) und Druckreduzierventil (22) über einen Verbindungkanal (20) mit dem Einspeiskanal (84,86) verbunden ist. 6. Valve arrangement according to claim 4 and 5, wherein the feed channel (21) in the region between the biasing valve (24) and pressure reducing valve (22) via a connecting channel (20) is connected to the feed channel (84,86).
7. Ventilanordnung nach Patentanspruch 6, wobei der Ablaufkanal (48) über ein Thermoventil (104) mit dem Verbindungskanal (20) verbindbar ist.7. Valve arrangement according to claim 6, wherein the drain channel (48) via a thermal valve (104) with the connecting channel (20) can be connected.
8. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Strom regelventil (36,38) eine proportional verstellbare Meßblende8. Valve arrangement according to one of the preceding claims, wherein the flow control valve (36,38) is a proportionally adjustable orifice
(40,42) und eine Druckwaage (44,46) hat.(40.42) and a pressure compensator (44.46).
9. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Stromregelventil (36,38) ein Pilotventil (128) eines Vavistors (114,116) zum Aufsteuern der Verbindung zwischen dem Ablaufkanal (48) und der Tankleitung (26) ist.9. Valve arrangement according to one of the preceding claims, wherein the flow control valve (36,38) is a pilot valve (128) of a vavistor (114,116) for opening the connection between the drain channel (48) and the tank line (26).
10. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei jedem Verbraucher (2,4) zur Zu- und Ablaufsteuerung zwei in Parallel- zweigen angeordnete Stromregelventile (36,38) und Zumeßdruckwaagen (76,78) zugeordnet sind, die kreuzweise ansteuerbar sind, so daß über eine Zumeßdruckwaage (78) im einem Zweig die Druckmittelzufuhr und über das Stromregelventil (36) im anderen Zweig die Druckmittelabfuhr steuerbar ist.10. Valve arrangement according to one of the preceding claims, wherein each consumer (2,4) for supply and sequence control are assigned two flow control valves (36, 38) and metering pressure compensators (76, 78) arranged in parallel branches, which can be controlled crosswise, so that the pressure medium supply can be controlled via a metering pressure balance (78) in one branch and the pressure medium discharge can be controlled via the flow control valve (36) in the other branch.
11. Ventilanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, wobei eine einzige Zumeßdruckwaage (78) vorgesehen ist, in der ein Wegeventil (136) nachgeschaltet ist, das in einer Stellung (0) die Zulaufleitung (54) und den Steuerkanal (66) absperrt und in einer anderen Stellung (a,b) die Zulaufleitung (54) mit dem Ausgang der Zumeßdruckwaage (78) verbindet, und deren in Schließrichtung wirksame Steuerfläche mit dem Druck im Steuerkanal (66) beaufschlagt ist.11. Valve arrangement according to one of claims 1 to 9, wherein a single metering pressure compensator (78) is provided, in which a directional valve (136) is connected, which in a position (0) shuts off the supply line (54) and the control channel (66) and in another position (a, b) connects the inlet line (54) to the outlet of the metering pressure compensator (78), and the control surface effective in the closing direction is acted upon by the pressure in the control channel (66).
12. Ventilanordnung nach Patentanspruch 11 , wobei jedem Verbraucher (2,4) zur Zu- und Ablaufsteuerung zwei in Parallelzweigen angeordnete Stromregelventile (36,38) zugeordnet sind, denen die eine Zumessdruckwaage (78) mit nachgeschaltetem Wegeventil (136) zugeordnet ist, wobei über das Wegeventil (136) die Druckmittelzufuhr zum Verbraucher und über das mit dem Steuerkanal 66 verbundene Stromregelventil (36,38) der Druckmittelablauf steuerbar ist. 12. Valve arrangement according to claim 11, wherein each consumer (2,4) for supply and sequence control are assigned two flow control valves (36, 38) arranged in parallel branches, to which a metering pressure compensator (78) with a downstream directional valve (136) is assigned, wherein The pressure medium supply to the consumer can be controlled via the directional valve (136) and the pressure medium discharge can be controlled via the flow control valve (36, 38) connected to the control channel 66.
13. Ventilanordnung nach Patentanspruch 12, wobei die Zumeßdruckwaage (78) in einen Ventilschieber (144) des Wegeventils (136) integriert ist.13. Valve arrangement according to claim 12, wherein the metering pressure compensator (78) is integrated in a valve slide (144) of the directional valve (136).
14. Ventilanordnung nach Patentanspruch 8 und 13, wobei die Stromre- geiventile (36,38) mit Meßblende (40,42) und Druckwaage (44,46) mit dem14. Valve arrangement according to claim 8 and 13, wherein the flow control valves (36,38) with orifice plate (40,42) and pressure compensator (44,46) with the
Wegeventil (136) in einem gemeinsamen Ventilgehäuse (140) integriert sind, wobei Meßblende (40,42) und Wegeventil (136) durch den gleichen Steuerdruck betätigbar sind.Directional control valve (136) are integrated in a common valve housing (140), measuring orifice (40, 42) and directional control valve (136) can be actuated by the same control pressure.
15. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Pumpe eine Verstellpumpe (6) ist, die mehreren Verbrauchern zugeordnet und über den höchsten Lastdruck der Verbraucher angesteuert ist, der über einen LS-Kanal (8) am Ausgang der Zumeßdruckwaage (76,78) abgegriffen ist. 15. Valve arrangement according to one of the preceding claims, wherein the pump is a variable displacement pump (6) which is assigned to several consumers and is controlled via the highest load pressure of the consumers, which is via an LS channel (8) at the outlet of the metering pressure compensator (76,78 ) is tapped.
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