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Die
Erfindung betrifft eine hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung
eines Verbrauchers gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Derartige
hydraulische Steueranordnungen werden beispielsweise bei Kränen, mobilen
Arbeitsgeräten,
Hubarbeitsbühnen
oder Bohrgeräten
zur Ansteuerung von hydraulischen Verbrauchern, wie beispielsweise
Hydrozylindern oder Hydromotoren verwendet. Dabei kommen unterschiedliche
Steuerungskonzepte, wie beispielsweise das LS-System zum Einsatz,
bei dem der höchste
Lastdruck der angesteuerten Verbraucher an eine Verstellpumpe gemeldet
und diese so geregelt wird, dass in einer Pumpenleitung ein um eine
bestimmte Druckdifferenz Δp über dem
Lastdruck liegender Pumpendruck vorliegt. Den verstellbaren Zumessblenden
einer LS-Steuerung sind Individualdruckwaagen zugeordnet, die über den
jeweiligen Zumessblenden. eine vom Lastdruck unabhängige Druckdifferenz
aufrecht erhalten. Bei den in herkömmlicher Weise mit LS-Steuerung bezeichneten
Steueranordnungen sind diese Individualdruckwaagen stromaufwärts der
Zumessblende angeordnet, beim Sonderfall einer LUDV-Steuerung sind
die Individualdruckwaagen stromabwärts der Zumessblenden vorgesehen.
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In
der
DE 102 16 958
B3 ist eine als LS-System ausgeführte Steueranordnung gezeigt,
bei der Anschlüsse
eines Hydromotors über
ein stetig verstellbares Wegeventil mit einer Verstellpumpe oder einem
Tank verbindbar sind. Das stetig verstellbare Wegeventil bildet
eine Zulauf- und eine Ablaufmessblende aus, wobei der Zulaufmessblende
eine Individualdruckwaage vorgeschaltet ist. Im Druckmittelvorlauf
und im Druckmittelrücklauf
sind jeweils eine Ablaufdruckwaage angeordnet, von denen bei Ansteuerung
des Verbrauchers nur die im Rücklauf
liegende Ablaufdruckwaage wirksam ist, die im Vorlauf liegende "Ablaufdruckwaage" ist dann vollständig geöffnet und
somit wirkungslos. Über
die wirksame Ablaufdruckwaage wird bei ziehender Last der Druckmittelvolumenstrom
im Rücklauf
geregelt, so dass kein unkontrollierter Betriebszustand eintreten
kann. Eine entsprechende Lösung
ist auch in der
US 4,184,410 offenbart.
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Nachteilig
bei derartigen hydraulischen Steueranordnungen ist, dass die Ansteuerung
der im Rücklauf
gelegenen Ablaufdruckwaage vergleichsweise aufwendig ist, da diese
zum Einen vom Druck in einer zum Tank führenden Leitung und zum Anderen
von dem zwischen der Ablaufmessblende und der Ablaufdruckwaage anliegenden
Druck beaufschlagt werden muss.
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Dem
gegenüber
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steueranordnung zu
schaffen, die mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand eine
einfache Druckmittelvolumenstromregelung im Ablauf ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch eine hydraulische Steueranordnung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß hat die
hydraulische Steueranordnung eine im jeweiligen Rücklauf angeordnete
Ablaufdruckwaage, die in Öffnungsrichtung – nicht wie
beim eingangs beschriebenen Stand der Technik – durch den Tankdruck sondern
durch einen konstanten niedrigen Druck in einer zum Verbraucher
führenden
Vorlaufleitung beaufschlagt ist. Dadurch kann die Kanalführung zwischen
dem die Zumessblende und die Ablaufmessblende sowie die Zulaufdruckwaage enthaltenden
Steuerblock und ein die Ablaufdruckwaage enthaltenden Senkenmodul
wesentlich einfacher ausgestaltet werden, da keine eigene Tankleitung
zum Senkenmodul geführt
werden muss, so dass dieser lediglich über eine Vorlaufleitung und eine
Rücklaufleitung
mit dem des Wegeventil enthaltenden Steuerblock verbunden ist.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung erfolgt die Einregelung dieses konstanten Druckes in der
Vorlaufleitung durch eine Zulaufdruckwaage, die in Öffnungsrichtung
ebenfalls von einem konstanten Druck beaufschlagt ist.
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Dieser
konstante Druck kann beispielsweise über ein Druckbegrenzungsventil
eingestellt werden. Dieses ist über
eine Lastmeldeleitung und eine Düse mit
der Vorlaufleitung verbunden und bildet gemeinsam mit der Zulaufdruckwaage
ein vorgesteuertes Druckminderventil. Dieses regelt in der Vorlaufleitung einen
Druck ein, der um das Druckäquivalent
der Druckwaagenfeder höher
ist als der am Druckbegrenzungsventil eingestellte Wert. D. h.,
im Vorlauf zum Verbraucher wird die Volumenstromregelung durch eine
Druckregelung abgelöst.
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Dieses
Druckbegrenzungsventil ist vorzugsweise verstellbar ausgeführt, so
dass ein Senken auch bei positiver Last möglich ist.
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Bei
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist im Bereich zwischen der Ablaufdruckwaage und dem zugeordneten
Arbeitsanschluss des Verbrauchers ein entsperrbares Rückschlagventil
vorgesehen, das vorzugsweise ebenfalls von dem genannten Steuerdruck
entsperrbar ist.
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In
dem Fall, in dem die Ablaufdruckwaage im Druckmittelvorlauf liegt,
ist diese mittels einer Bypassleitung umgehbar, in der ein in Richtung
zum Verbraucher hin öffnendes
Umgehungsrückschlagventil
angeordnet ist.
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Alternativ
zu dem Umgehungsrückschlagventil
mit der Bypassleitung kann auch ein Wegeventil vorgesehen sein,
das in einer federvorgespannten Grundposition die Ablaufdruckwaage
in Öffnungsrichtung
mit dem konstanten Druck in der Vorlaufleitung beaufschlagt, während in
Schließrichtung
der Druckwaage jeweils der Druck zwischen der Ablaufdruckwaage und
der einstellbaren Ablaufmessblende wirksam ist. Über das Wegeventil wird die
Ablaufdruckwaage jeweils in Öffnungsrichtung
mit dem konstanten Druck im Vorlauf beaufschlagt. In dem Fall, in dem
die "Ablaufdruckwaage" im Druckmittelvorlauf angeordnet
ist, ist diese Druckwaage dann vollständig geöffnet, während sie bei einer ziehenden
Last den ablaufenden Druckmittelvolumenstrom androsselt.
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Das
die Ablaufdruckwaage praktisch vorsteuernde Wegeventil ist in Richtung
seiner Grundposition vom Vorlaufdruck und in Richtung seiner Schaltposition
von dem Druck zwischen der Ablaufmessblende und der Ablaufdruckwaage
beaufschlagt.
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Die
erfindungsgemäße Steueranordnung wird
vorzugsweise als LS-Steueranordnung mit einer Verstellpumpe ausgeführt, die
in Abhängigkeit
von einem über
eine LS-Leitung abgegriffenen Lastdrucksignal des Verbrauchers ansteuerbar
ist.
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Erfindungsgemäß wird es
bevorzugt, wenn dieses Lastdrucksignal in Abhängigkeit von der Druckmittelströmungsrichtung
unterschiedlich begrenzt ist, so dass beispielsweise beim Anheben
einer Last ein höheres
Lastdrucksignal zugelassen wird als dies beim Absenken einer Last
der Fall ist.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Verbraucher
ein Hydrozylinder, über den
beispielsweise ein Kranarm abgestützt ist.
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Sonstige
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer
Unteransprüche.
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Im
folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein
Schaubild einer hydraulischen Steueranordnung zur Ansteuerung eines
Kranarms, mit einem Steuerblock und einem Senkenmodul und
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2 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
eines Senkenmoduls für
eine Steueranordnung gemäß 1.
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Die
in 1 dargestellte Steueranordnung 1 dient
zur Ansteuerung eines als Differentialzylinder ausgeführten Hubzylinders 2, über den
ein Kranarm 4 eines Krans oder ein Ausleger eines Mobilgerätes abgestützt ist.
Die Steueranordnung 1 ist als LS-System ausgeführt, wobei
Druckmittel über
eine Verstellpumpe 6 aus einem Tank T angesaugt und über einen
Steuerblock 8 zum Hubzylinder 2 gefördert und von
diesem über
ein Senkenmodul 10 und den Steuerblock 8 zum Tank
T zurückgeführt wird.
Die Verstellpumpe 6 wird mittels eines Pumpenreglers 12 in Abhängigkeit
von dem über
eine LS-Leitung 14 abgegriffenen höchsten Lastdruck aller von
der Verstellpumpe 6 versorgten Verbraucher so angesteuert, dass
sie an ihrem Ausgang einen Druck erzeugt, der um einen vorbestimmten
Differenzbetrag Δp über diesem
höchsten
Lastdruck aller Verbraucher liegt. Dazu ist der Pumpenregler 12 im
Sinne einer Verringerung des Hubvolumens vom Pumpendruck und im Sinne
einer Vergrößerung des
Hubvolumens vom höchsten
Lastdruck und von einer Feder beaufschlagt. Die Differenz zwischen
dem Pumpendruck und dem höchsten
Lastdruck entspricht dann der Kraft dieser Feder (beispielsweise
20 bar).
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Der
Ausgang der Verstellpumpe 6 ist an einen Pumpenanschluss
P des Steuerblocks 8 angeschlossen, der Tank T ist mit
einem Tankanschluss T verbunden und zwei Arbeitsanschlüsse A, B
des Steuerblocks 8 sind über zwei Arbeitsleitungen,
die im folgenden Vorlaufleitung 16 und Rücklaufleitung 18 genannt
werden, mit einem Ringraum 20 bzw. einem Zylinderraum 22 des
Hubzylinders 2 verbunden.
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In
einer Einstellung des Steuerblocks 8 fließt Druckmittel
vom Arbeitsanschluss A in den Ringraum 20 und vom Zylinderraum 22 über das
Senkenmodul 10 und den Steuerblock 8 zurück zum Tank
T. Die Leitung 16 ist dann die Vorlaufleitung, während die Leitung 18 die
Rücklaufleitung
ist. Der Steuerblock 8 lässt sich auch so ansteuern,
dass die Leitung 18 (hier Rücklaufleitung genannt) die
Vorlaufleitung und die Leitung 16 (hier Vorlaufleitung
genannt) die Rücklaufleitung
ist.
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Bei
Druckmittelzufuhr zum Zylinderraum 22 fährt der Hubzylinder 2 aus,
so dass der Kranarm 4 um ein Schwenkgelenk 24 nach
rechts verschwenkt wird und die Last m angehoben wird. Bei entgegengesetzter
Ansteuerung des Steuerblocks 8 erfolgt die Druckmittelzufuhr
in den Ringraum 20, so dass der Hubzylinder 2 einfährt und
entsprechend die Last m abgesenkt wird.
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Der
in 1 dargestellte Steuerblock 8 hat ein
stetig verstellbares Wegeventil 26, das beim dargestellten
Ausführungsbeispiel
hydraulisch vorgesteuert ist. Diese Vorsteuerung kann beispielsweise mittels
nicht dargestellter Druckreduzierventile erfolgen, über die
ein Steuerversorgungsdruck auf einen geeigneten Steuerdruck reduziert
wird. Das stetig verstellbare Wegeventil 26 hat einen Druckanschluss P
sowie zwei Arbeitsanschlüsse
A, B, die in der dargestellten federvorgespannten Grundposition
(0) abgesperrt sind. Ein Tankanschluss T des Wegeventils 26 ist über einen
Tankkanal 28 mit dem Tankanschluss T des Steuerblocks 8 verbunden (Closed-Center-System).
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Der
Druckanschluss P des Steuerblocks 8 ist mit dem Eingangsanschluss
P des Wegeventils 26 über
einen Zulaufkanal 30 verbunden, in dem eine Individual-
oder Zulaufdruckwaage 32 angeordnet ist. Diese ist in Öffnungsrichtung
von der Kraft einer Druckwaagenfeder 34 sowie dem Druck
in der jeweiligen Vorlaufleitung 16 bzw. 18 beaufschlagt,
der über eine
Meldeleitung 36 abgegriffen wird. In Schließrichtung
ist die Druckwaage 32 von dem Druck am Eingang P des Wegeventils
beaufschlagt, der über
einen Steuerkanal 38 vom Zulaufkanal 30 abgegriffen
wird.
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In
den mit (a) gekennzeichneten Steuerpositionen des Wegeventils 26 wird über eine
Steuerkante eine Zumessblende 40 zwischen dem Eingangsanschluss
P und dem Arbeitsanschluss A des Wegeventils 26 auf gesteuert.
Entsprechend wird auch eine Ablaufmessblende 42 zwischen
dem Arbeitsanschluss B und dem Tankanschluss T des Wegeventils 26 geöffnet. Dabei
wird der Druck stromabwärts der
Zulaufmessblende 40 in die Meldeleitung 36 gemeldet.
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Bei
den mit (b) gekennzeichneten Steuerpositionen liegt die Zumessblende
zwischen dem Eingangsanschluss P und dem Arbeitsanschluss B, während die
Ablaufmessblende zwischen dem Arbeitsanschluss A und dem Tankanschluss
T liegt. In diesen Steuerpositionen wird ebenfalls der Druck stromabwärts der
Zumessblende in die Meldeleitung 36 gemeldet.
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In
den Steuerpositionen (a) wird über
das Wegeventil 26 der Druck in der Meldeleitung 36 über eine
Düse 43 in
einen Senken-Druckbegrenzungskanal 44 und in den Steuerpositionen
(b) ebenfalls über eine
Düse (nicht
näher dargestellt)
in einen Heben-Druckbegrenzungskanal 46 gemeldet. Im Senken-Druckbegrenzungskanal 44 ist
ein Senken-Druckbegrenzungsventil 48 und im Heben-Druckbegrenzungskanal 46 ein
Heben-Druckbegrenzungsventil 50 angeordnet, wobei das erstgenannte
Druckbegrenzungsventil 48 auf einen wesentlich niedrigeren
Druck (25 bar) als das letztgenannte Druckbegrenzungsventil 50 (250
bar) eingestellt ist. Die beiden Druckbegrenzungskanäle 44, 46 münden stromabwärts der
Druckbegrenzungsventile 48, 50 in den Tankkanal 28 ein.
Das Druckbegrenzungsventil 48 begrenzt in den Steuerpositionen
(a) und das Druckbegrenzungsventil 50 in den Steuerpositionen
(b) des Wegeventils 26 den über die Leitung 36 an
die Individualdruckwaage 32 und an den Pumpenregler 12 gemeldeten
Druck auf den am jeweiligen Druckbegrenzungsventil eingestellten
Wert.
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Die
beiden Arbeitsanschlüsse
A, B des stetig verstellbaren Wegeventils sind über einen Vorlaufkanal 52 bzw.
einen Rücklaufkanal 54 mit
den Arbeitsanschlüssen
A, B des Steuerblocks 8 verbunden, an die die Vorlaufleitung 16 bzw.
die Rücklaufleitung 18 angeschlossen
sind.
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In
der Rücklaufleitung 18 ist
das Senkenmodul 10 angeordnet. Dieses hat gemäß 1 einen Druckanschluss
P', einen Arbeitsanschluss
A' sowie einen Steueranschluss
X, der über
eine Leitung 56 an die Vorlaufleitung 16 angeschlossen
ist.
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Der
Eingangsanschluss P' ist über einen
Kanal 58, der einen Teil der Rücklaufleitung 18 ausbildet mit
dem Arbeitsanschluss A' verbunden.
Im Kanal 58 ist eine Ablaufdruckwaage 60 vorgesehen,
die in Öffnungsrichtung
von der Kraft einer schwachen Feder 61 (z. B. 3 bar) und
dem Druck in einer Steuerleitung 62 beaufschlagt ist, die
mit der Leitung 56 verbunden ist. In Schließrichtung
wirkt auf den Druckwaagenkolben (nicht dargestellt) der Druckwaage 60 der
Druck im Bereich zwischen dem Eingangsanschluss P' und der Ablaufdruckwaage 60.
Diese Steuerdruck wird über
eine Leitung 64 von dem Kanal 58 abgegriffen.
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Im
Bereich zwischen der Ablaufdruckwaage 60 und dem Arbeitsanschluss
A' ist noch ein
entsperrbares Rückschlagventil 66 vorgesehen,
das über
einen Entsperrkanal 68 entsperrbar ist, der mit der Leitung 56 verbunden
ist.
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Die
Ablaufdruckwaage 60 kann mittels einer Bypassleitung 70 umgangen
werden, die im Bereich zwischen dem Eingangsanschluss P' und der Ablaufdruckwaage 60 vom
Kanal 58 abzweigt und im Bereich zwischen letzterer und
dem Rückschlagventil wieder
einmündet.
In der Bypassleitung 70 ist ein Umgehungsrückschlagventil 72 vorgesehen,
das in Richtung zum Zylinderraum 22 öffnet und eine Druckmittelströmung in
Gegenrichtung sperrt.
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Zum
Anheben der Last m wird das Wegeventil 26 durch entsprechende
Ansteuerung des Steuerblocks 8 in eine seiner mit (b) gekennzeichneten Steuerpositionen
verschoben, in der der Eingangsanschluss P des Wegeventils 26 mit
dessen Arbeitsanschluss B verbunden ist, während der Arbeitsanschluss
A mit dem Tank T verbunden ist. Die Verstellpumpe 6 fördert in
Abhängigkeit
vom maximalen Lastdruck der Verbraucher Druckmittel über die
Zulaufdruckwaage 32, das Wegeventil 26, den Arbeitsanschluss
B des Steuerblocks 8, den Eingangsanschluss P' des Senkenmoduls 10,
das sich öffnende Umgehungsrückschlagventil 72,
das Rückschlagventil 66 und
den Arbeitsanschluss A' des
Senkenmoduls 10 in den Zylinderraum 22, so dass
der Hubzylinder 2 ausfährt.
Das aus dem sich verkleinernden Ringraum 20 verdrängte Druckmittel
fließt über die dann
als Rücklaufleitung
anzusehende Vorlaufleitung 16, den Arbeitsanschluss A des
Steuerblocks 8, den Vorlaufkanal 52, den Arbeitsanschluss
A des Wegeventils 26, dessen Tankanschluss T, den Tankkanal 28 und
den Tankanschluss T des Steuerblocks 8 zurück zum Tank
T. Der Druck über
der Zumessblende 40 wird dabei bekannterweise durch die
Zulaufdruckwaage 32 lastdruck- und pumpendruckunabhängig konstant
gehalten. Die Ablaufdruckwaage 60 ist in diesem Betriebszustand
abgesperrt, da in dem in Schließrichtung
wirksamen Steuerraum über
die Leitung 64 der hohe Druck stromabwärts der Zumessblende 40 anliegt.
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Zum
Einfahren des Hubzylinders 2 wird der Steuerblock 8 umgesteuert
und das Wegeventil 26 in eine seiner mit (a) gekennzeichneten
Steueerpositionen verschoben, in der das Druckmittel in den Ringraum 20 gefördert und
aus dem Zylinderraum 22 verdrängt wird.
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Einerseits
sind nun die Zulaufmessblende 40 und die Ablaufmessblende 42 des
Wegeventils 26 so aufeinander abgestimmt, dass bei einer
durch die Druckwaagenfeder 34 vorgegebenen Druckdifferenz über die
Zulaufmeßblende 40 dem
Ringraum 20 des Hubzylinders eine größere Druckmittelmenge zufließen würde als
unter Berücksichtigung
des Flächenverhältnisses
aus dem Zylinderraum 22 über die Ablaufmessblende 42 bei
der durch die Ablaufdruckwaage 60 vorgegebenen Druckdifferenz
verdrängt wird.
Der Druck im Ringraum 20 steigt deshalb an, bis das Druckbegrenzungsventil 48 anspricht
und den Druck in der Meldeleitung 36 auf den an ihm eingestellten
Wert begrenzt. Die Zulaufdruckwaage 32 arbeitet nun zusammen
mit dem Druckbegrenzungsventil 48 wie ein vorgesteuertes
Druckminderventil und regelt in der Vorlaufleitung 16 einen
Druck ein, der um das Druckäquivalent
der Druckwaagenfeder 34 höher als der am Druckbegrenzungsventil 48 eingestellte
Wert ist. Im Vorlauf zu dem Hubzylinder 2 wird also die
Volumenstromregelung durch eine Druckregelung abgelöst, so dass
die Ablaufdruckwaage 60 über die Leitung 56 und
die Steuerleitung 62 in Öffnungsrichtung mit einem konstanten
Druck beaufschlagt wird. Die Abstimmung zwischen der Zumeßblende
und der Ablaufmessblende muss dabei nicht sein. Die Zulaufmeßblende 40 muss
einfach ein Stück
größer als
die Ablaufmessblende 42 sein.
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Andererseits
ist das Druckbegrenzungsventil 48 auf einen solchen Druck
eingestellt, dass unter Berücksichtigung
des Druckäquivalents
der Druckwaagenfeder 34 der Druck in der Vorlaufleitung 16 so hoch
wird, dass er ausreicht, um über
die Leitung 56 und den Entsperrkanal 68 das entsperrbare
Rückschlagventil 66 zu öffnen und
offen zu halten.
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Ist
zum Beispiel das Druckbegrenzungsventil 48 auf 25 bar eingestellt
und beträgt
das Druckäquivalent
der Druckwaagenfeder 34 10 bar, so regelt die Zulaufdruckwaage 32 in
der Vorlaufleitung 16 einen Druck von 35 bar ein. Zum Öffnen des
Rückschlagventils 66 mögen aber
schon 30 bar genügen.
Der Pumpenregler 12 ist natürlich so eingestellt, dass
bei einer Meldung von 25 bar der Pumpendruck geringfügig höher als
35 bar wird.
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Die
Ablaufdruckwaage 60 wird nun also in Öffnungsrichtung von dem konstanten
Druck in der Vorlaufleitung 16 und von der Kraft der schwachen Feder 61 beaufschlagt.
In Schließrichtung
wird die Ablaufdruckwaage 60 von dem Druck in der Leitung 18,
also von dem Druck stromauf der Ablaufmessblende 42 beaufschlagt.
Die Ablaufdruckwaage 60 macht deshalb jeweils soweit auf,
dass der Druck stromauf der Ablaufmessblende 42 gleich
dem Druck in der Vorlaufleitung 16 plus dem Druckäquivalent
der Feder 61 ist. Weil der Druck in der Vorlaufleitung
konstant ist, ist dann auch der Druck stromauf der Ablaufmessblende 42 konstant.
Der Druck stromab der Ablaufmessblende 42 ist der konstante
Tankdruck. Damit ist die Druckdifferenz über die Ablaufmessblende 42 konstant.
Die aus dem Zylinderraum 22 des Hubzylinders 2 verdrängte Druckmittelmenge und
damit die Senkgeschwindigkeit des Kranarms 4 lässt sich
lastunabhängig
durch proportionales Einstellen der Ablaufmessblende steuern.
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Der
wesentliche Unterschied der vorbeschriebenen Lösung zu dem Stand der Technik
liegt somit darin, dass die Ablaufdruckwaage 60 in Öffnungrichtung
nicht vom Tankdruck sondern von einem konstanten, vergleichsweise
niedrigen Druck beaufschlagt ist.
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Bei
dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die
Druckmittelzufuhr zum Zylinderraum 22 über die Bypassleitung 70 des
Senkenmoduls 10.
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2 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
Senkenmoduls 10, bei dem anstelle der Bypassleitung 70 mit
dem Rückschlagventil 72 ein 3/2-Wegeventil 74 verwendet
wird. Der Grundaufbau des Senkenmoduls 10 ist der gleiche
wie beim Ausführungsbeispiel
gemäß 1.
Im Kanal 58 ist die Ablaufdruckwaage 60 angeordnet,
wobei zwischen dieser und dem Arbeitsanschluss A' das entsperrbare Rückschlagventil 66 ausgebildet
ist. Der zum Entsperren erforderliche Steuerdruck wird über den
Entsperrkanal 68 von der an den Steueranschluss X angeschlossenen
Steuerleitung 62 abgegriffen. Die Druckwaage 60 ist über die
Feder 61, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kraft aufbringt, die
einem Druck von 5 bar entspricht in Öffnungsrichtung und in Schließrichtung
von dem Druck in der Leitung 64 beaufschlagt, der von dem
Kanal 58 abgegriffen wird.
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Das
3/2-Wegeventil 74 ist mittels einer 10bar-Feder 76 und
dem Druck in der Steuerleitung 62 in eine Grundposition
(a) vorgespannt, in der die Steuerleitung 62 mit einem
Druckwaagenkanal 78 verbunden ist, über den die Ablaufdruckwaage 60 zusätzlich zur
Kraft der Feder 61 in Öffnungsrichtung beaufschlagt
wird.
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Das
3/2-Wegeventil 74 ist in Richtung seiner Schaltposition
(b) von dem Druck in dem Kanal 58 beaufschlagt, der dem
Druck in der Leitung 64 entspricht. Das 3/2-Wegeventil 74 wird
somit gegen die Kraft der 10bar-Feder 76 in seine Schaltposition
(b) verschoben, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Druck im Kanal 58 und
dem Druck in der Steuerleitung 62 mehr als 10 bar beträgt. In dieser
Schaltposition (b) wird der Kanal 58 mit dem Druckwaagenkanal 78 verbunden,
so dass die Ablaufdruckwaage 60 stirnseitig druckausgeglichen
ist und durch die 5bar-Feder 61 einen Kraftüberschuß in Öffnungsrichtung
erfährt.
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Beim
Anheben der Last m (Ausfahren des Hubzylinders 2) wird
das Wegeventil 26 des Steuerblocks 8 – wie beim
vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel – in eine
seiner mit (b) gekennzeichneten Positionen verschoben, so dass das
Druckmittel über die
Zulaufdruckwaage 32, das Wegeventil 26 und die Rücklaufleitung 18 zum
Eingangsanschluss P' des Senkenmoduls 10 (2)
gefördert
wird. Der Ringraum 20 des Hubzylinders 2 ist dann über den
Steuerblock 8 mit dem Tank T verbunden. Entsprechend liegt
dann am Steueranschluss X des Senkenmoduls 10 der niedrigere
Druck im Ringraum 20 an, während die in 2 rechte
Steuerfläche
des 3/2-Wegeventils 74 mit dem Druck stromabwärts des
Wegeventils 26 beaufschlagt ist – das 3/2-Wegeventil wird in
seine mit (b) gekennzeichnete Schaltposition umgeschaltet, in der
die Druckwaage 60 – wie
oben beschrieben – von
der 5bar-Feder 61 vollständig auf gesteuert ist und
keine Wirkung hat. Das Druckmittel kann dann über den Kanal 58,
die Druckwaage 60, das sich öffnende Rückschlagventil 66 und
den Arbeitsanschluss A' in
den Zylinderraum 22 strömen.
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Zum
Absenken wird das Wegeventil 26 in eine seiner mit (a)
gekennzeichneten Steuerpositionen verfahren, so dass das Druckmittel
in den Ringraum 20 gefördert
und aus dem Zylinderraum 22 verdrängt wird. Im normalen Betrieb
(keine ziehende Last) ist das 3/2-Wegeventil 74 dann durch
die Kraft der 10bar-Feder 76 und den Druck in der Vorlaufleitung 16 in
seine mit (a) gekennzeichnete Schaltposition vorgespannt und die
Ablaufdruckwaage 60 verbleibt in ihrer Öffnungsstellung.
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Im
Falle einer ziehenden Last sinkt der Druck im Ringraum 20 ab
und der Druck stromaufwärts
der Ablaufmessblende 42 steigt aufgrund des größeren verdrängten Druckmittelvolumenstroms
an, so dass entsprechend die Druckwaage 60 in eine Gleichgewichtsposition
verschoben wird, in der der ablaufende Druckmittelvolumenstrom angedrosselt
wird. Das 3/2-Wegeventil 74 verbleibt aufgrund der vergleichsweise
starken 10bar-Feder 76 in seiner mit (a) gekennzeichneten
Position.
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Der
die Zulaufdruckwaage 32 in Öffnungsrichtung beaufschlagende
Druck ist beim Anheben der Last (Ausfahren des Hubzylinders 2) über das Heben-Druckbegrenzungsventil 50 auf
einen vergleichsweise hohen Wert (250 bar) begrenzt, während beim
Senken der maximale Lastsignaldruck über das Senken-Druckbegrenzungsventil 48 auf
einen wesentlich geringeren wert (25 bar) eingestellt ist. Beim
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das entsperrbare Rückschlagventil 66 mit
einem Steuerdruck entsperrbar, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel
etwa 50 bar entspricht. Die Druckwaagenfeder 34 ist so
gewählt,
dass die Zulaufdruckwaage 32 bei einem Druck von etwa 25
bar mit der Volumenstromregelung beginnt.
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Auch
bei dem anhand 2 erläuterten Ausführungsbeispiel
müssen
zwischen dem Steuerblock 8 und dem Senkenmodul 10 lediglich
2 Leitungen 16, 18 vorgesehen werden.
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Bei
der anhand 1 erläuterten Steueranordnung ist
lediglich in der Leitung 18 (Rücklaufleitung) ein Senkenmodul 10 vorgesehen.
Prinzipiell kann ein entsprechendes Senkenmodul auch in der Vorlaufleitung 16 angeordnet
werden, das dann entsprechend wirksam wird, um beim Anheben der
Last m eine Ablaufregelung herbeizuführen. Dies kann beispielsweise
dann erforderlich sein, wenn über
den Hubzylindern 22 beim Anheben der Last ein Totpunkt überfahren
wird.
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Offenbart
ist eine hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung eines Verbrauchers,
mit einer verstellbaren Zumessblende und einer zugeordneten Zulaufdruckwaage
sowie einem im Ablauf vom Verbraucher angeordneten Senkenmodul.
Dieses hat eine Ablaufdruckwaage, die erfindungsgemäß in Öffnungsrichtung
von einem konstanten niedrigen Druck im Vorlauf beaufschlagt ist.
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- 1
- Steueranordnung
- 2
- Hubzylinder
- 4
- Kranarm
- 6
- Verstellpumpe
- 8
- Steuerblock
- 10
- Senkenmodul
- 12
- Pumpenregler
- 14
- LS-Leitung
- 16
- Vorlaufleitung
- 18
- Rücklaufleitung
- 20
- Ringraum
- 22
- Zylinderraum
- 24
- Schwenkgelenk
- 26
- Wegeventil
- 28
- Tankkanal
- 30
- Zulaufkanal
- 32
- Zulaufdruckwaage
- 34
- Druckwaagenfeder
- 36
- Meldeleitung
- 38
- Steuerkanal
- 40
- Zulaufmessblende
- 42
- Ablaufmessblende
- 43
- Düse
- 44
- Senken-Druckbegrenzungskanal
- 46
- Heben-Druckbegrenzungskanal
- 48
- Senken-Druckbegrenzungsventil
- 50
- Heben-Druckbegrenzungsventil
- 52
- Vorlaufkanal
- 54
- Ablaufkanal
- 56
- Leitung
- 58
- Kanal
- 60
- Ablaufdruckwaage
- 61
- Feder
- 62
- Steuerleitung
- 64
- Leitung
- 66
- entsperrbares
Rückschlagventil
- 68
- Entsperrkanal
- 70
- Bypassleitung
- 72
- Umgehungsrückschlagventil
- 74
- 3/2-Wegeventil
- 76
- 10bar-Feder
- 78
- Druckwaagenkanal