DE102013223288A1

DE102013223288A1 - Hydraulische Steueranordnung

Info

Publication number: DE102013223288A1
Application number: DE102013223288.8A
Authority: DE
Inventors: Steffen Knapper
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2015-05-21
Also published as: CN104653530B; CN104653530A; US9726203B2; US20150136251A1; EP2881594A1; EP2881594B1

Abstract

Offenbart ist eine hydraulische Steueranordnung für eine Mehrzahl von Verbrauchern. Für einen jeweiligen Verbraucher ist hierbei eine Zumessblende zum Steuern eines Fluidstroms vorgesehen. Einer jeweiligen Zumessblende ist eine Detektionsblende zugeordnet. Die Detektionsblenden sind dabei fluidisch in Reihe angeordnet. Ein Flow-Sensing (FS)-Fluidströmungspfad erstreckt sich hierbei über die Detektionsblenden. Stromaufwärts der Detektionsblenden ist der Fluidströmungspfad mit einer Hydropumpe und stromabwärts der Detektionsblenden mit einer Regelvorrichtung der Hydropumpe verbunden. Ist ein Verbraucher mit Druckmittel unterversorgt, so schließt die entsprechende Detektionsblende den Flow-Sensing-Fluidströmungspfad. Die Regelvorrichtung wirkt hierbei derart mit diesem FS-Fluidströmungspfad zusammen, dass der Fluidstrom von der Hydropumpe hierdurch erhöht wird. Ist keiner der Verbraucher unterversorgt, so ist der FS-Fluidströmungspfad über die Detektionsblenden vollständig geöffnet und die Regelvorrichtung vermindert den Fluidstrom von der Hydropumpe.

Description

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steueranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2009 034 616 A1 ist eine Steueranordnung bekannt, die in Form einer Load-Sensing (LS)-Steuerung ausgebildet ist. Bei dieser Steuerung wird der höchste Lastdruck an eine Verstellpumpe gemeldet und diese derart geregelt, dass in einer Pumpenleitung ein um eine bestimmte Druckdifferenz Δp über dem Lastdruck liegender Pumpendruck herrscht. Verstellbaren Zumessblenden der LS-Steuerung für die Verbraucher sind Indiviualdruckwaagen zugeordnet, die auch über die Zumessblenden der jeweils lastdruckniedrigeren hydraulischen Verbraucher eine konstante Druckdifferenz aufrecht erhalten. Üblicherweise sind die Individualdruckwaagen stromauf der Zumessblenden angeordnet und drosseln zwischen der Pumpenleitung und den Zumessblenden den Fluidstrom so stark, dass der Druck vor den Zumessblenden unabhängig vom Pumpendruck nur noch um eine bestimmte Druckdifferenz über dem individuellen Lastdruck liegt. Bei Unterversorgung wird der lastdruckhöchste Verbraucher langsamer, weil der von dessen Zumessblende anstehende Pumpendruck abfällt und damit die Druckdifferenz über diese Zumessblende kleiner wird.
Bei dieser LS-Steuerung erfolgt eine Meldung eines höchsten Lastdrucks an eine Pumpenregelung der Verstellpumpe üblicherweise über LS-Meldeleitungen, die über eine Wechselventilkaskade miteinander verbunden sind. Dies verursacht einen erheblichen vorrichtungstechnischen Aufwand, hat einen hohen Bauraumbedarf und ist kostenintensiv. Damit bei diesen LS-Steuerungen ein ausreichendes Regeldruckgefälle an den Zumessblenden vorliegt, ist es erforderlich, an den Individualdruckwaagen durch die Verstellpumpe ein erhöhtes Regeldruckgefälle vorzusehen, um insbesondere Einflüsse auf den Fluidstrom aufgrund von Temperaturänderungen oder aufgrund von Durchflusswiderständen ausgleichen zu können. Durch das Regeldruckgefälle liegt in allen Betriebszuständen an den Zumessblenden eine ausreichende Druckdifferenz vor.
Aus dem Datenblatt RD 66 134 der Firma Rexroth ist ein hydraulischer Schaltplan der vorstehend erläuterten LS-Steuerung aufgezeigt.
Die Druckschrift US 5 305 789 A offenbart eine LUDV-Steuerung. Bei einer LUDV-Steuerung sind die Individualdruckwaagen stromab der Zumessblenden angeordnet und drosseln zwischen den Zumessblenden und einer Last den Fluidstrom so stark an, dass der Druck nach allen Zumessblenden gleich, vorzugsweise gleich dem höchsten Lastdruck, ist oder leicht über diesem liegt. Hier ändert sich bei einer Unterversorgung an dem Druck stromab der Zumessblenden nichts. Vor allen Zumessblenden steigt in gleicher Weise der Pumpendruck an, so dass sich an allen Zumessblenden die Druckdifferenz in gleicher Weise ändert, wenn bei einer Unterversorgung der Pumpendruck kleiner wird und die Stromaufteilung zwischen den Zumessblenden erhalten bleibt. Bei einer Ermittlung eines maximalen Lastdrucks wird ausgenutzt, dass nur die lasthöchste Individualdruckwaage vollständig geöffnet ist. Nur in der vollständig geöffneten Stellung der Individualdruckwaage ist deren Lastdruck mit einem LS-Meldekanal verbunden.
In dem Datenblatt RD 64 125 der Firma Rexroth ist ein hydraulischer Schaltplan gattungsgemäßen LUDV-Steuerung offenbart.
Aus der DE 10 2007 045 803 A1 ist eine Steueranordnung bekannt, bei der Stellungen von Ventilschiebern der Individualdruckwaagen gemessen werden und die Individualdruckwaagen die Druckdifferenz an der ihr zugeordneten Zumessblende regeln. Ein Fördervolumen einer Hydropumpe wird hierbei abhängig vom Messergebnis elektrisch verstellt. Es wird dabei ausgenutzt, dass nur der Ventilschieber der lasthöchsten Individualdruckwaage vollständig geöffnet ist.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steueranordnung zu schaffen, die insbesondere funktional etwa der LS-Steuerung und/oder der LUDV-Steuerung entspricht, die einfach ausgestaltet ist, einen geringen Bauraumbedarf hat, einen geringen Energiebedarf aufweist und kostengünstig ist. Diese Aufgabe wird gelöst mit einer hydraulischen Steueranordnung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist eine hydraulische Steueranordnung für Verbraucher vorgesehen. Diese hat für einen jeweiligen Verbraucher eine Zumessblende zum Steuern einer Größe eines Fluidstroms von einer Hydropumpe zu dem jeweiligen Verbraucher. Eine jeweilige Zumessblende ist hierfür eingangsseitig mit der Hydropumpe, insbesondere direkt oder indirekt über zumindest ein weiteres Ventil, fluidisch verbunden. Ausgangsseitig einer jeweiligen Zumessblende ist ein jeweiliger Verbraucher vorgesehen. Vorteilhafterweise ist einer jeweiligen Zumessblende eine jeweilige Detektionsblende zugeordnet. Die Detektionsblenden sind hierbei fluidisch in Reihe angeordnet. Über die Detektionsblenden erstreckt sich ein Flow-Sensing (FS)-Fluidströmungspfad ausgehend von der Hydropumpe. Der FS-Fluidströmungspfad ist somit stromaufwärts der Detektionsblenden mit der Hydropumpe verbindbar. Der Fluidströmungspfad endet dann bei einer Regelvorrichtung, insbesondere stromabwärts der Detektionsblenden. Die Regelvorrichtung dient hierbei zur Regelung einer Größe eines Fluidstroms von der Hydropumpe zu den Zumessblenden. Eine jeweilige Detektionsblende ist derart ausgestaltet, dass sie bei Unterschreiten einer bestimmten Druckdifferenz über einer jeweiligen Zumessblende (Unterversorgung) den FS-Fluidströmungspfad sperrt oder zusteuert. Bei Erreichen oder Überschreiten der bestimmten Druckdifferenz (Normalversorgung) öffnet die der Zumessblende zugeordnete Detektionsblende den FS-Fluidströmungspfad oder steuert diesen auf. Mit dem FS-Fluidströmungspfad ist vorteilhafterweise die Regelvorrichtung der Hydropumpe zur Steuerung des Fluidstroms von der Hydropumpe zu den Verbrauchern bzw. zu den Zumessblenden beeinflussbar. Insbesondere kann mit dem FS-Fluidströmungspfad somit von der Regelvorrichtung erkannt werden, ob eine Unterversorgung vorliegt. Der FS-Fluidströmungspfad dient somit zur Übertragung eines FS-Signals.
Diese Lösung hat den Vorteil, dass die Regelvorrichtung der Hydropumpe zur Steuerung des Fluidstroms nicht mehr den höchsten Lastdruck, wie im eingangs erläuterten Stand der Technik, verwendet, sondern die Steuerung der Hydropumpe von dem FS-Fluidströmungspfad abhängig macht, also ob dieser geöffnet oder geschlossen ist. Ist er geöffnet, dass heißt alle fluidisch in Reihe angeordneten Detektionsblenden sind geöffnet, so liegt keine Unterversorgung einer Zumessblende bzw. eines Verbrauchers vor. Ist dagegen eine Detektionsblende geschlossen, so ist der FS-Fluidströmungspfad gesperrt und die Regelvorrichtung kann beispielsweise die Hydropumpe derart steuern, dass der Unterversorgung der Zumessblenden entgegengewirkt wird.
Somit kann bei der erfindungsgemäßen hydraulischen Steueranordnung auf LS-Meldeleitungen und auf eine Wechselventilkaskade, wie sie bei der eingangs im Stand der Technik erläuterten Steueranordnungen vorgesehen ist, entfallen. Dies führt zu einer Verringerung eines vorrichtungstechnischen Aufwands und zu einer Verringerung eines Bauraumbedarfs. Hierdurch werden Kosten gesenkt. Des Weiteren weist die erfindungsgemäße hydraulische Steueranordnung vergleichsweise geringe Energieverluste auf.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung beeinflusst der FS-Fluidströmungspfad derart die Regelvorrichtung, dass eine Sperrung oder Zusteuerung des FS-Fluidströmungspfads durch zumindest eine der Detektionsblenden zu einer Erhörung des Fluidstroms von der Hydropumpe zu den Verbrauchern führt. Eine Öffnung oder Aufsteuerung des FS-Fluidströmungspfads durch alle Detektionsblenden führt wiederum vorteilhafterweise zu einer Verringerung des Fluidstroms von der Hydropumpe zu den Verbrauchern.
Zum Öffnen und Schließen des FS-Fluidströmungspfads kann eine jeweilige Detektionsblende ein Ventilelement aufweisen. Das Ventilelement wird hierbei vorzugsweise in Öffnungsrichtung vom Druckmittel stromaufwärts der ihr zugeordneten Zumessblende und in Schließrichtung vom Druckmittel stromabwärts der ihr zugeordneten Zumessblende und zusätzlich von einer Federkraft einer, insbesondere einstellbaren, Detektionsfeder beaufschlagt. Somit kann auf vorrichtungstechnisch einfache Weise bei einer Unterversorgung der Zumessblende, also bei Unterschreiten einer bestimmten Druckdifferenz über die Zumessblende, der FS-Fluidströmungspfad gesperrt werden.
Die Federkraft der Detektionsfeder der Detektionsblende gibt vorteilhafterweise die Druckdifferenz vor, bei der der Ventilschieber der Detektionsblende in Richtung der Schließstellung betätigt ist.
Als Regelvorrichtung kann vorzugsweise eine Pumpenregelung zum Verstellen eines Fördervolumens der als Verstellpumpe ausgebildeten Hydropumpe vorgesehen sein. Alternativ ist denkbar, dass die Regelvorrichtung eine Eingangsdruckwaage der als Konstantpumpe ausgebildeten Hydropumpe ist.
Die Pumpenregelung hat den Vorteil, dass die Verstellpumpe zurückgeschwenkt werden kann, wenn der FS-Fluidströmungspfad geöffnet ist, und somit keine Unterversorgung bei den Zumessblenden vorliegt. Ist dagegen der FS-Fluidströmungspfad gesperrt, so kann die Verstellpumpe durch die Pumpenregelung in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens verschwenkt werden. Es ist denkbar, dass aufgrund des FS-Fluidströmungspfads die Regelvorrichtung ohne einen Volumenstromregler ausgebildet werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann eine jeweilige Zumessblende als stetig verstellbares Wegeventil ausgebildet sein. Diese kann in einer Neutralstellung eine Druckmittelverbindung zwischen dem ihr zugeordneten Verbraucher und der Hydropumpe sperren und in Schaltstellungen eine Druckmittelverbindung zwischen dem ihr zugeordneten Verbraucher und der Hydropumpe aufsteuern. Mit dem Wegeventil ist somit ein Öffnungsquerschnitt einstellbar.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die insbesondere auf einer LS-Steuerung mit Individualdruckwaagen basieren kann, ist einer jeweiligen Zumessblende eine Individualdruckwaage zugeordnet. Diese wird vorzugsweise zum Aufrechterhalten einer etwa konstanten Druckdifferenz über die Zumessblende eingesetzt. Somit ist neben einer jeweiligen Detektionsblende zusätzlich eine jeweilige Individualdruckwaage vorgesehen. Die Individualdruckwaage kann hierbei der Zumessblende vor- oder nachgeschaltet sein. Durch das Vorsehen einer Individualdruckwaage zusätzlich zur Detektionsblende ist im Unterschied um Stand der Technik kein Drucküberschuss mehr erforderlich.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest eine Individualdruckwaage zusammen mit der zugeordneten Detektionsblende als ein Individualventil mit einem gemeinsamen Ventilelement ausgebildet. Vorzugsweise sind alle Individualdruckwaagen mit den diesen zugeordneten Detektionsblenden als Individualventile ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass vorrichtungstechnisch einfach und kostengünstig nur ein Ventil eingesetzt werden muss.
Das Individualventil kann der Zumessblende vorteilhafterweise vor- oder nachgeschaltet sein.
Vorzugsweise ist das Ventilelement eines jeweiligen Individualventils als Ventilschieber ausgebildet. Dieser kann eine Grundstellung aufweisen und ausgehend von dieser in Richtung von ersten Schaltstellungen verschiebbar sein. Des Weiteren kann er in Richtung von zweiten Schaltstellungen verschiebbar sein, die sich an die ersten Schaltstellungen anschließen. In den unterschiedlichen Stellungen kann der Ventilschieber vorteilhafterweise die Funktionen der Detektionsblende und der Individualdruckwaage erfüllen. Somit kann in den ersten und zweiten Schaltstellungen der FS-Fluidströmungspfad geöffnet und in der Grundstellung gesperrt sein. In den zweiten Schaltstellungen kann des Weiteren eine Druckmittelverbindung zwischen der Hydropumpe und dem Verbraucher zugesteuert sein. In den ersten Schaltstellungen kann die Druckmittelverbindung zwischen der Hydropumpe und dem Verbraucher dann gedrosselt oder vollständig aufgesteuert sein. In der Grundstellung ist dann die Druckmittelverbindung zwischen der Hydropumpe und dem Verbraucher vorzugsweise vollständig aufgesteuert. Bei einer Normalversorgung der Zumessblende erfolgt die Regelung der Druckdifferenz über die Zumessblende durch das Individualventil in den ersten und zweiten Schaltstellungen, in denen der FS-Fluidströmungspfad vollständig geöffnet ist. Die Pumpenregelung kann hierbei die Verschwenkpumpe zurückschwenken. Bei einer Unterversorgung ist dagegen das Ventilelement des Individualventils in der Grundstellung, wobei der FS-Fluidströmungspfad gesperrt und die Druckmittelverbindung von der Hydropumpe zur Zumessblende bzw. zum Verbraucher vollständig geöffnet ist. Die Pumpenregelung kann die Verstellpumpe hierbei dann in Richtung eines erhöhten Fördervolumens verschwenken.
Durch das Individualventil und den FS-Fluidströmungspfad kann der Ventilschieber des Individualventils des lasthöchsten Verbrauchers im eingeregelten Betrieb vorzugsweise im Bereich seiner ersten Schaltstellungen positioniert sein, da von der Hydropumpe, im Unterschied zum Stand der Technik, kein überschüssiger Druck zur Verfügung gestellt wird. Dies führt zu einer Energieeinsparung, da eine Regelreserve für sogenannte Extremsituationen nicht mehr erforderlich ist.
In weiterer Ausgestaltung des Individualventils kann das Ventilelement in Richtung der Grundstellung von der Federkraft der Detektionsfeder und vom Druckmittel stromabwärts der zugeordneten Zumessblende beaufschlagt sein. In Richtung von den ersten und zweiten Schaltstellungen kann das Ventilelement vom Druckmittel stromaufwärts der ihr zugeordneten Zumessblende beaufschlagt sein.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die insbesondere auf einer LUDV-Steuerung basiert, kann die erfindungsgemäße Steueranordnung mit einer der Zumessblende nachgeschalteten Individualdruckwaage ausgebildet sein. Somit kann bei einer Steueranordnung, die prinzipiell als LUDV-Steueranordnung ausgebildet ist, ebenfalls ein FS-Fluidströmungspfad vorgesehen werden.
Bei der weiteren bevorzugten Ausführungsform kann somit einer jeweiligen Zumessblende eine Individualdruckwaage mit einem Ventilschieber nachgeschaltet sein. Dieser kann in einer Grundstellung eine Druckmittelverbindung zwischen der Zumessblende und dem zugeordneten Verbraucher sperren und ausgehend von der Grundstellung in Richtung von ersten Schaltstellungen die Druckmittelverbindung zwischen der Zumessblende und dem zugeordneten Verbraucher gedrosselt aufsteuern. Ausgehend von den ersten Schaltstellungen kann der Ventilschalter weiter in Richtung von zweiten Schaltstellungen die Druckmittelverbindung zwischen der Zumessblende und dem zugeordneten Verbraucher vollständig aufsteuern.
Der Ventilschieber einer jeweiligen Individualdruckwaage der weiteren Ausführungsform kann ferner in Richtung der ersten und zweiten Schaltstellungen vom Druckmittel stromabwärts der Zumessblende und in Richtung der Grundstellung vom höchsten Lastdruck der Verbraucher beaufschlagt sein.
Des Weiteren können die Individualdruckwaagen der weiteren bevorzugten Ausführungsform an eine gemeinsame LS-Leitung angeschlossen sein. Der Ventilschieber einer jeweiligen Individualdruckwaage kann dann in den zweiten Schaltstellungen die LS-Leitung mit einer an den Verbraucher angeschlossenen Verbraucherleitung stromabwärts der Zumessblende gedrosselt verbinden. In den ersten Schaltstellungen und in der Grundstellung kann der Ventilschieber die Verbindung zwischen der LS-Leitung und der Verbraucherleitung sperren oder zusteuern. Ferner kann der Ventilschieber in Richtung der Grundstellung über die LS-Leitung vom höchsten Lastdruck der Verbraucher beaufschlagt sein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Pumpenregelung vorzugsweise einen Verstellzylinder zum Verstellen des Fördervolumens der Verstellpumpe aufweisen. Der Verstellzylinder ist hierbei vorzugsweise über ein Regelventil geregelt.
Ein Kolben des Verstellzylinders kann ferner einen Zylinderraum begrenzen, der zur Verringerung des Fördervolumens der Verstellpumpe mit Druckmittel beschickbar ist. Um das Fördervolumen der Verstellpumpe zu erhöhen, kann aus dem Zylinderraum Druckmittel entlassen werden. Zum Druckmittelbeschicken ist der Zylinderraum insbesondere mit dem FS-Fluidströmungspfad direkt, insbesondere gedrosselt, verbunden.
Das Regelventil kann einen Ventilschieber aufweisen, der über eine, insbesondere einstellbare, Ventilfeder mit einer Federkraft in Richtung einer Grundstellung beaufschlagt ist. In Richtung von Schaltstellungen kann er mit Druckmittel einer Ausgangsseite der Hydropumpe und somit mit einem Pumpendruck beaufschlagt sein. In der Grundstellung ist vorzugsweise eine Druckmittelverbindung zwischen dem FS-Fluidströmungspfad und dem Zylinderraum aufgesteuert und zwischen der Ausgangsseite der Hydropumpe und dem Zylinderraum zugesteuert. In den Schaltstellungen kann die Druckmittelverbindung zwischen dem FS-Fluidströmungspfad und dem Zylinderraum zugesteuert und zwischen der Ausgangsseite der Hydropumpe und dem Zylinderraum aufgesteuert sein.
Mit Vorteil ist der FS-Fluidströmungspfad über eine Drossel mit einem Tank verbunden, womit im FS-Fluidströmungspfad selbst bei einer geschlossenen Detektionsblende ein definierter Druck vorherrscht.
Die hydraulische Steueranordnung kann in einem Ventilblock vorgesehen sein. Es ist denkbar, dass der Ventilblock aus Ventilscheiben ausgebildet ist, wobei in einer jeweiligen Ventilscheibe die Ventile für einen jeweiligen Verbraucher vorgesehen sind.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Steueranordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 einen weiteren hydraulischen Schaltplan der erfindungsgemäßen Steueranordnung,
3 einen hydraulischen Schaltplan eines Abschnitts der Steueranordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
4 einen hydraulischen Schaltplan eines Abschnitts der Steueranordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiels,
5 einen hydraulischen Schaltplan eines Abschnitts der Steueranordnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel und
6 einen hydraulischen Schaltplan eines Abschnitts der Steueranordnung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
Gemäß 1 hat die hydraulische Steueranordnung 1 einen Ventilblock 2, der Ventilscheiben 4, 6 und 8 aufweist. Eine jeweilige Ventilscheibe 4 bis 8 weist zwei Arbeitsanschlüsse A, B zum Anschluss eines hydraulischen Verbrauchers, wie beispielsweise eines Hydrozylinders, auf. Die Ventilscheiben 4 bis 8 sind hierbei gleich ausgestaltet und weisen jeweils eine Zumessblende 10 und ein Individualventil 12 auf. Ein jeweiliges Individualventil 12 bildet hierbei eine Individualdruckwaage, die der jeweiligen Zumessblende 10 vorgeschaltet ist, und eine erfindungsgemäße Detektionsblende aus.
Die Ausgestaltung der Zumessblenden 10 wird anhand der Ventilscheibe 4 erläutert. Die Zumessblende 10 ist als stetig verstellbares 5/4-Wegeventil ausgestaltet. Ein Ventilschieber der Zumessblende 10 ist hierbei in einer Neutralstellung 0 federzentriert. Über einen hydraulischen Aktor 14 kann der Ventilschieber ausgehend von der Neutralstellung 0 in Richtung einer ersten Schaltstellung a oder entgegengesetzt ausgehend von der Neutralstellung 0 in Richtung von zweiten Schaltstellungen b verstellt werden. Wird der Ventilschieber ausgehend von den zweiten Schaltstellungen b weiter verschoben, so gelangt er in Freigang- oder Schwimm-Stellungen c. In den ersten Schaltstellungen a ist eine Druckmittelverbindung zwischen einer Zulaufleitung 16, die sich von einer in 1 nicht dargestellten Hydropumpe aus erstreckt, und einer Arbeitsleitung 18 zum Arbeitsanschluss B aufgesteuert. Des Weiteren ist eine Druckmittelverbindung zwischen einer mit dem Arbeitsanschluss A verbundenen Arbeitsleitung 20 und einer mit einem nicht dargestellten Tank verbundenen Ablaufleitung 22 aufgesteuert. In den ersten Schaltstellungen a ist außerdem über eine Zweigleitung 24 ein Druck stromab der Zumessblende 10 abgegriffen. Die Zweigleitung 24 ist hierbei mit dem Individualventil 12 verbunden. Im Unterschied zu den ersten Schaltstellungen a ist in den zweiten Schaltstellungen b der Zumessblende 10 die Arbeitsleitung 20 mit der Zulaufleitung 16 und die Arbeitsleitung 18 mit der Ablaufleitung 22 verbunden. In den Freigang- oder Schwimm-Stellungen c sind beide Arbeitsleitungen 18 und 20 mit der Ablaufleitung 22 verbunden und die Zulaufleitung 16 und die Zweigleitung 24 sind gesperrt. In der Neutralstellung 0 sind alle Leitungen voneinander getrennt. Zum Steuern des hydraulischen Aktors 14 sind Steuerleitungen 26 und 28 vorgesehen. Alternativ ist denkbar, die Zumessblende 10 elektromagnetisch oder manuell zu betätigen.
Das Individualventil 12 wird ebenfalls anhand der Ventilscheibe 4 näher erläutert. Es ist als stetig verstellbares 4/3-Wegeventil ausgestaltet. Über eine Detektionsfeder 30 ist ein Ventilschieber in Richtung einer Grundstellung 0 mit einer Federkraft beaufschlagt. Ausgehend von der Grundstellung 0 ist er in Richtung von ersten Schaltstellungen a verschiebbar. Im Anschluss an die Schaltstellungen a ist er in Richtung von zweiten Schaltstellungen b verschiebbar. Über die Individualventile 10 der Ventilscheiben 4 bis 8 erstreckt sich ein Flow-Sensing (FS)-Fluidströmungspfad 32. Hinsichtlich dieses FS-Fluidströmungspfads 32 sind die Individualventile 12 in Reihe angeordnet. In der Grundstellung 0 des Individualventils 12 ist hierbei der FS-Fluidströmungspfad 32 gesperrt und in den ersten und zweiten Schaltstellungen a, b geöffnet. Somit ist der FS-Fluidströmungspfad 32 nur dann geöffnet, wenn alle Ventilschieber der Individualventile 12 nicht in ihrer Neutralstellung 0 sind. Ist dagegen einer der Ventilschieber oder sind mehrere der Ventilschieber der Individualventile 12 in der Grundstellung 0, so ist der FS-Fluidströmungspfad 32 gesperrt. Der FS-Fluidströmungspfad 32 ist stromaufwärts der Individualventile 12 gesehen an die Zulaufleitung 16 angeschlossen und erstreckt sich über das Individualventil 12 der Ventilscheibe 8 weiter zum Individualventil 12 der Ventilscheibe 6 und von hier aus zum Individualventil 12 der Ventilscheibe 4. Stromabwärts des letzten Individualventils 12 der Ventilscheibe 4 ist der FS-Fluidströmungspfad 32 dann an eine nicht dargestellte Pumpenregelung einer als Verstellpumpe ausgebildeten Hydropumpe angeschlossen.
Der Ventilschieber eines jeweiligen Individualventils 12 ist, wie vorstehend bereits erläutert, von der Federkraft der Detektionsfeder 30 in Richtung der Grundstellung 0 beaufschlagt. Zusätzlich ist der in Richtung der Grundstellung 0 vom Druckmittel in der Zweigleitung 24 beaufschlagt und somit vom Druck stromab der Zumessblende 10. In entgegengesetzter Richtung, also in Richtung der ersten und zweiten Schaltstellungen a, b, ist der Ventilschieber über eine Steuerleitung 34 vom Druckmittel der Zulaufleitung 16 stromab des Individualventils 12 und stromauf der Zumessblende 10 beaufschlagt. In der Grundstellung 0 ist der FS-Fluidströmungspfad 32 gesperrt und die Zulaufleitung 16 zur Zumessblende 10 vollständig geöffnet. In den ersten Schaltstellungen a ist dagegen der FS-Fluidströmungspfad 32 geöffnet und die Zulaufleitung 16 zur Zumessblende ist ebenfalls vollständig geöffnet. In den zweiten Schaltstellungen b ist dann der FS-Fluidströmungspfad 32 wiederum geöffnet und die Zulaufleitung 16 zur Zumessblende 10 gesperrt.
Die erfindungsgemäße hydraulische Steueranordnung nach 1 unterscheidet sich von herkömmlichen LS-Steueranordnungen insbesondere dadurch, dass der FS-Fluidströmungspfad 32 vorgesehen ist, der von der Detektionsblenden der Individualventile 12 auf- und zusteuerbar ist. Der FS-Fluidströmungspfad 32 dient somit zur Übertragung eines FS-Signals, was im Folgenden erläutert ist, weswegen eine Meldung eines Lastdrucks, der beispielsweise über LS-Meldeleitungen und einer Wechselventilkaskade an eine Pumpenregelung gemeldet ist, nicht mehr notwendig ist. Gemäß 1 sind anstelle von Individualdruckwaagen die Individualventile 12 vorgesehen, die im Unterschied zu Individualdruckwaagen eine zusätzliche Steuerkante zum Steuern des FS-Fluidströmungspfads aufweisen.
Bei der Erläuterung der Funktionsweise der Steueranordnung 1 aus 1 wird zunächst davon ausgegangen, dass die nicht dargestellte Verstellpumpe im Betrieb ist und sich die Zumessblenden 10 in ihrer gezeigten Neutralstellung 0 befinden. Dies führt dazu, dass die Ventilschieber der Individualventile 12 in der zweiten Schaltstellung b angeordnet sind, womit der FS-Fluidströmungspfad 32 geöffnet ist. Über diesen wird dann Druckmittel von der Zulaufleitung 16 zur Pumpenregelung der Verstellpumpe weitergeleitet, was als FS-Signal dient. Der FS-Fluidströmungspfad 32 wirkt dabei mit der Pumpenregelung derart zusammen, dass bei geöffnetem FS-Fluidströmungspfad 32 (FS-Signal offen) die Verstellpumpe zurückschwenkt.
Als nächstes wird angenommen, dass die Zumessblende 10 der Ventilscheibe 8 sich in ihrer zweiten Schaltstellung b befindet, womit ein an den Arbeitsanschlüssen A, B der Ventilscheibe 8 angeschlossener Verbraucher mit Druckmittel über die Zulaufleitung 16 versorgt ist. Die Individualventile 12 der Ventilscheiben 4 und 6 sind in der zweiten Schaltstellung b. Ist der an die Ventilscheibe 8 angeschlossene Verbraucher nun in Unterversorgung, dass heißt die Druckdifferenz über die Zumessblende 10 ist unterhalb einer vorbestimmten Druckdifferenz, so wird der Ventilschieber des Individualventils 12 der Ventilscheibe 8 in die Grundstellung 0 verschoben. Der FS-Fluidströmungspfad 32 ist demnach durch das Individualventil 12 der Ventilscheibe 8 gesperrt. Es gelangt somit kein Druckmittel von der Zulaufleitung 16 über den FS-Fluidströmungspfad 32 zur Pumpenregelung. Der FS-Fluidströmungspfad 32 wirkt dabei derart mit der Pumpenregelung zusammen, dass in diesem Fall die Verstellpumpe in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens verschwenkt wird. Das Individualventil 12 der Ventilscheibe 8 ist in diesem Fall hinsichtlich der Zulaufleitung 16 zur Zumessblende 10 vollständig bzw. fast vollständig geöffnet, weswegen es minimale hydraulische Verluste aufweist, im Unterschied zu einer herkömmlichen LS-Steueranordnung aus dem Stand der Technik.
Liegt keine Unterversorgung des an der Ventilscheibe 8 angeschlossenen Verbrauchers mehr vor, so wird der Ventilschieber des Individualventils 12 der Ventilscheibe 8 in seine erste Schaltstellung a bewegt. Der FS-Fluidströmungspfad 32 ist somit wieder geöffnet und gleichzeitig ist die Zulaufleitung 16 zur Zumessblende 10 der Ventilscheibe 8 vollständig oder fast vollständig geöffnet, was wiederum zu minimalen hydraulischen Verlusten führt. Durch den geöffneten FS-Fluidströmungspfad 32 wird die Verschwenkpumpe wieder zurückgeschwenkt.
Nun wird angenommen, dass die an den Ventilscheiben 6 und 8 angeschlossenen hydraulischen Verbraucher parallel betrieben sind. Hierzu befindet sich sowohl der Ventilschieber der Zumessblende 10 der Ventilscheibe 6 als auch der Ventilschieber der Zumessblende 10 der Ventilscheibe 8 beispielsweise in den zweiten Schaltstellungen b. Die Druckdifferenz der Zumessblenden 10 der Ventilscheiben 6 und 8 sind hierbei über die Individualventile 12 eingeregelt. Der an die Ventilscheibe 6 angeschlossene Verbraucher soll der lasthöchste Verbraucher sein, weswegen das Individualventil 12 der Ventilscheibe 6 den FS-Fluidströmungspfad 32 regelt. Hierzu befindet sich sein Ventilschieber in der Grundstellung 0 oder in der ersten Schaltstellung a. Die Verstellpumpe wird dabei mit der Pumpenregelung so geregelt, dass die benötigte Druckdifferenz an den Zumessblenden 10 anliegt. Die Verbindung in der ersten Ventilscheibe 6 zwischen der Zulaufleitung 16 und der Zumessblende 10 ist somit vollständig geöffnet, was zu minimalen hydraulischen Verlusten führt. Das andere Individualventil 12 der Ventilscheibe 8 mit dem lastdruckniederen Verbraucher regelt dann die Druckdifferenz über die Zumessblende 10 der Ventilscheibe 8 auf herkömmliche Weise, indem sein Ventilschieber in den Schaltstellungen a oder b ist. Der FS-Fluidströmungspfad 32 ist somit über das Individualventil 12 der Ventilscheibe 8 vollständig geöffnet.
Durch die erfindungsgemäße hydraulische Steueranordnung 1 gemäß 1 meldet somit jedes Individualventil 12 das FS-Signal über den FS-Fluidströmungspfad 32 weiter, wenn die zugeordnete Zumessblende 10 nicht unterversorgt ist. Liegt insgesamt keine Unterversorgung vor, wird das FS-Signal über den geöffneten FS-Fluidströmungspfad 32 an die Pumpenregelung gemeldet, die die Verstellpumpe entsprechend zurückschwenkt. Wird nur ein hydraulischer Verbraucher eingesetzt, so wird das diesem zugeordnete Individualventil 12 zur Steuerung des FS-Fluidströmungspfads 32 verwendet und somit zur Steuerung der Verstellpumpe um den Pumpendruck passend einzustellen. Werden mehrere Verbraucher betrieben, so wird das Individualventil 12 des lastdruckhöchsten Verbrauchers zur Steuerung des FS-Fluidströmungspfads 32 verwendet und somit zur Steuerung der Verstellpumpe und die übrigen Individualventile 12 werden als herkömmliche Individualdruckwaagen eingesetzt.
Gemäß 2 ist eine weitere Darstellung der hydraulischen Steueranordnung 1 gezeigt. Die Ventilscheiben 4, 6 und 8 sind hierbei als Blöcke dargestellt. Sie dienen als Platzhalter für die in den 3–6 abgebildeten Abschnitte 36 von hydraulischen Steueranordnungen 1 unterschiedlicher Ausführungsformen.
In 2 sind des Weiteren beispielhaft hydraulische Verbraucher 38 dargestellt. Hierbei handelt es sich um Differentialzylinder, die jeweils an die Arbeitsanschlüsse A, B der Ventilscheiben 4–8 angeschlossen sind.
Des Weiteren in der 2 eine Verstellpumpe 40 mit einer Pumpenregelung 42 dargestellt. Diese hat einen Verstellzylinder 44 mit einem Kolben 46. Dieser begrenzt einen Zylinderraum 48. Der Kolben 46 ist über den Zylinderraum 48 mit Druckmittel in Richtung eines Zurückschwenkens der Verstellpumpe 40 beaufschlagbar. In entgegen gesetzter Richtung ist der Kolben 46 mit einer Federkraft einer Feder 50 beaufschlagt. Die Pumpenregelung 42 weist des Weiteren ein Regelventil 52 auf, das als stetig verstellbares 3/2-Wegeventil ausgebildet ist. Ein Ventilschieber ist in Richtung einer Grundstellung 0 mit einer Federkraft einer verstellbaren Ventilfeder 54 beaufschlagt. Entgegen gesetzt der Richtung von Schaltstellungen a ist der Ventilschieber über eine Steuerleitung 56 vom Druckmittel in der Zulaufleitung 16 beaufschlagbar, wobei die Zulaufleitung 16 ausgangsseitig an die Verstellpumpe 40 angeschlossen ist. In der Grundstellung 0 ist durch das Regelventil 52 eine Druckmittelverbindung zwischen dem FS-Fluidströmungspfad 32 und dem Zylinderraum 48 des Verstellzylinders 44 aufgesteuert. Dagegen ist in den Schaltstellungen a diese Verbindung zugesteuert und dagegen eine Druckmittelverbindung zwischen der Zulaufleitung 16 und dem Zylinderraum 48 aufgesteuert. Der FS-Fluidströmungspfad 32 ist hierbei stromab der in 2 nicht gezeigten Detektionsblenden an das Regelventil 52 angeschlossen. Des Weiteren erstreckt sich von dem FS-Fluidströmungspfad 32 stromab der in 2 nicht gezeigten Detektionsblenden eine Zweigleitung 58, die über eine Drossel 60 direkt mit dem Zylinderraum 48 verbunden ist. Fluidisch parallel zur Drossel 60 ist eine weitere Drossel 62 vorgesehen, über die die Zweigleitung 58 und somit der FS-Fluidströmungspfad 32 mit einem Tank 64 verbunden ist.
Gemäß 3 ist der Abschnitt 36 einer zweiten Ausführungsform der Steueranordnung 1 dargestellt. In Zusammenschau mit der 2 ist der Abschnitt 36 für die Ventilscheiben 4–8 vorgesehen. Die Zumessblende 10 ist im Unterschied zur Ausführungsform der 1 als 6/3-Wegeventil ausgestaltet. Ein Ventilschieber der Zumessblende 10 ist in einer Neutralstellung 0 federzentriert. Ausgehend von der Neutralstellung 0 ist er in Richtung von ersten Schaltstellungen a verschiebbar. Entgegengesetzt ist er ausgehend von der Neutralstellung 0 in die Richtung von zweiten Schaltstellungen b verschiebbar. In den ersten Schaltstellungen a ist die Zulaufleitung 16 über die Zumessblende 10 mit einer Verbindungsleitung 66 verbunden, die wiederum in der ersten Schaltstellung a über die Zumessblende 10 mit der Arbeitsleitung 18 für den Arbeitsanschluss A verbunden ist. Des Weiteren ist in den ersten Schaltstellungen a die Arbeitsleitung 20 für den Arbeitsanschluss B mit der Ablaufleitung 22 verbunden. In der Neutralstellung 0 sind alle Leitungen voneinander getrennt. Dagegen ist den zweiten Schaltstellungen b die Zulaufleitung 16 wieder über die Zumessblende 10 mit der Verbindungsleitung 66 verbunden, wobei diese dann weiter über die Zumessblende 10 mit der Arbeitsleitung 20 für den Arbeitsanschluss B verbunden ist. Die Arbeitsleitung 18 ist dann mit der Ablaufleitung 22 verbunden.
Von der Verbindungsleitung 66 zweigt die Zweigleitung 24 für das Individualventil 12 ab. Der Ventilschieber des Individualventils 12 wird somit in Richtung seiner Grundstellung 0 weiterhin vom Druckmittel stromabwärts der Zumessblende 10 beaufschlagt. In entgegen gesetzter Richtung wird er von der Steuerleitung 34 vom Druckmittel zwischen dem Individualventil 12 und der Zumessblende 10 beaufschlagt. In Unterschied zur 1 ist beim Individualventil 12 der 3 vorgesehen, dass in den ersten Schaltstellungen a des Ventilschiebers die Zulaufleitung 16 gedrosselt mit der Zumessblende 10 verbunden ist.
Eine Funktionsweise des Abschnitts 36 der Steueranordnung 1 gemäß 3 entspricht hierbei im Wesentlichen der Funktionsweise der Steueranordnung aus 1.
Bei der Funktionsbeschreibung der hydraulischen Steueranordnung gemäß den 2 und 3 wird davon ausgegangen, dass alle Zumessblenden 10 für die Verbraucher 38 zumindest teilweise geöffnet sind, und sich die Ventilschieber der Individualventile 12 in den Schaltstellungen a oder b befinden. Demnach ist der FS-Fluidströmungspfad 32 geöffnet, womit der Zylinderraum 48 des Verstellzylinders 44 über den FS-Fluidströmungspfad 32, die Zweigleitung 58 und die Drossel 60 mit der Zulaufleitung 16 verbunden ist. Es liegt somit unabhängig von einer Stellung des Ventilschiebers des Regelventils 52 am Kolben 46 etwa der Förderdruck der Verstellpumpe 40 an. Der Kolben 46 bewegt sich somit in Richtung einer Vergrößerung des Zylinderraums 48, was zu einem Zurückschwenken der Verstellpumpe 40 führt. Die Individualventile 12 in ihrer Funktion als Individualdruckwaagen regeln die Druckdifferenz über die zugeordnete Zumessblende derart, dass diese im Wesentlichen gleich bleibt und einem Druckäquivalent der Federkraft der Detektionsfeder 30 entspricht. Reicht der von der Verstellpumpe 40 geförderte Fluidstrom nicht mehr aus, womit zumindest eine Zumessblende 10 unterversorgt ist, so wird der Ventilschieber desjenigen Individualventils 12 in Richtung seiner Grundstellung 0 verschoben, dessen Zumessblende 10 unterversorgt ist. Der Ventilschieber des Individualventils 12 wird somit in seine Grundstellung 0 verschoben, wenn die Druckdifferenz der zugeordneten Zumessblende 10 geringer als das Druckäquivalent der Detektionsfeder 30 ist. Der FS-Fluidströmungspfad 32 wird somit gesperrt. Der FS-Fluidströmungspfad 32 ist dann über die Zweigleitung 58 mit dem Tank 64 verbunden. Das Regelventil 52 regelt dann einen Förderdruck der Verstellpumpe 40 auf den durch die Ventilfeder 54 eingestellten Wert, der insbesondere dem maximal zulässigen Förderdruck entspricht. Dies führt wiederum zu einer Vergrößerung des Fördervolumens der Verstellpumpe 40, bis keine Unterversorgung mehr vorliegt.
Befindet sich der Ventilschieber einer Zumessblende 10 in der Neutralstellung 0, so wird der Ventilschieber des zugeordneten Individualventils 12 in seine zweite Schaltstellung b verschoben. In dieser ist der FS-Fluidströmungspfad 32 hinsichtlich dieses Individualventils 12 geöffnet. Sind alle Zumessblenden 10 in der Neutralstellung 0, so wird ein Fördervolumen der Verstellpumpe 40 auf den geringst möglichen Wert verstellt, so dass Energieverluste bei einem Stillstand der Verbraucher 38 möglichst gering sind.
4 zeigt einen Abschnitt 36 einer hydraulischen Steueranordnung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Hierbei ist im Unterschied zur 3 ein jeweiliges Individualventil 12 der Zumessblende 10 nachgeschaltet. Das Individualventil 12 ist in der Verbindungsleitung 66 angeordnet. In der Grundstellung 0 des Individualventils 12 ist die Verbindungsleitung 66 vollständig aufgesteuert. In der ersten Schaltstellung a ist dagegen die Verbindungsleitung 66 gedrosselt aufgesteuert und in der Schaltstellung b zugesteuert. Der FS-Fluidströmungspfad 32 wird entsprechend dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel durch das Individualventil 12 gesteuert. Der Ventilschieber des Individualventils 12 ist über die Zweigleitung 24, die von der Verbindungsleitung 66 zwischen dem Individualventil 12 und der Zumessblende 10 abzweigt, mit Druckmittel in Richtung der Grundstellung 0 beaufschlagt. In entgegengesetzter Richtung ist er mit Druckmittel über die Steuerleitung 34 beaufschlagbar, die stromaufwärts von der Zumessblende 10 von der Zulaufleitung 16 abzweigt.
Eine Funktionsweise der Steueranordnung gemäß 4 entspricht im Wesentlichen der Funktionsweise der Steueranordnung gemäß 3.
In 5 ist der Abschnitt 36 der Steueranordnung 1 aus 2 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel gezeigt. Dieser basiert hierbei auf einer LUDV-Steueranordnung mit nachgeschalteter Individualdruckwaage. Die Zumessblende 10 ist entsprechend den 3 und 4 ausgebildet. Anstelle eines einzelnen Individualventils 12 sind nun eine Individualdruckwaage 68 und eine Detektionsblende 70 getrennt voneinander vorgesehen. Die Individualdruckwaage 68 ist hierbei in der Verbindungsleitung 66 angeordnet. Sie ist als stetig verstellbares 3/3-Wegeventil ausgestaltet. Der Ventilschieber der Individualdruckwaage 68 kann hierbei in eine Grundstellung 0 gebracht werden. Ausgehend von dieser ist er in Richtung von ersten Schaltstellungen a und im Anschluss daran weiter in Richtung von zweiten Schaltstellungen b verschiebbar. An die Individualdruckwaage 68 ist eine Lastdruckmeldeleitung 72 angeschlossen. Von dieser zweigt eine Steuerleitung 74 ab, die den Ventilschieber der Individualdruckwaage 68 mit Druckmittel in Richtung seiner Grundstellung 0 beaufschlagt. In entgegengesetzter Richtung wird der Ventilschieber über eine Steuerleitung 76 mit Druckmittel beaufschlagt, die von der Verbindungsleitung 66 zwischen der Zumessblende 10 und der Individualdruckwaage 68 abzweigt. In seinen ersten Schaltstellungen a der Individualdruckwaage 68 ist die Verbindungsleitung 66 gedrosselt geöffnet. In den zweiten Schaltstellungen b ist die Verbindungsleitung 66 vollständig geöffnet und zusätzlich die Lastdruckmeldeleitung 72 gedrosselt mit der Verbindungsleitung 66 verbunden. In der Grundstellung 0 ist die Verbindungsleitung 66 zugesteuert und die Lastdruckmeldeleitung 72 von dieser getrennt. Die Individualdruckwaagen 68 der Ventilscheiben 4 bis 8 aus 2 teilen sich somit gemeinsam die Lastdruckmeldeleitung 72, siehe auch 2, wobei in dieser dann der höchste Lastdruck anliegt.
Die Detektionsblende 70 ist als 2/2-Wegeventil ausgestaltet. Ein Ventilschieber der Detektionsblende 70 ist in Richtung einer Grundstellung 0 von der Federkraft der Detektionsfeder 30 beaufschlagt. Ausgehend von der Grundstellung 0 kann er entgegen der Federkraft in Richtung einer Schaltstellung a verstellt werden. Zusätzlich zur Federkraft ist der Ventilschieber in Richtung seiner Grundstellung 0 über eine Steuerleitung 78 vom Druckmittel der Verbindungsleitung 66 zwischen der Zumessblende 10 und der Individualdruckwaage 68 beaufschlagt. In entgegengesetzter Richtung, also in Richtung der Schaltstellung a, ist der Ventilschieber über eine Steuerleitung 80 vom Druckmittel der Zulaufleitung 16 stromauf der Zumessblende 10 beaufschlagbar. In der Grundstellung 0 sperrt die Detektionsblende 70 den FS-Fluidströmungspfad 32. Dagegen ist der Schaltstellung a der FS-Fluidströmungspfad 32 geöffnet.
Liegt keine Unterversorgung vor, so ist die Steueranordnung gemäß 2 in Zusammenschau mit 5 in üblicher Weise eingesetzt. Der FS-Fluidströmungspfad 32 ist dann über die Detektionsblende 70 geöffnet. Bei einer Unterversorgung schließt die Detektionsblende 70 allerdings den FS-Fluidströmungspfad 32, womit wiederum die Verstellpumpe 40 entsprechend der Ausführungsformen aus 3 und 4 ihr Fördervolumen erhöht. Ohne die Detektionsblende 70 würde die Verstellpumpe 40 bei einer Unterversorgung keine Information über einen zu geringen Fluidstrom erhalten. Die Individualdruckwaage 68, die dem lastdruckhöchsten Verbraucher zugeordnet ist, ist bei der Ausführungsform gemäß 5 vollständig geöffnet, was zu geringen Energieverlusten entsprechend den vorhergehenden Ausführungsformen führt.
Eine weitere Ausführungsform einer Steueranordnung 1 zeigt der Abschnitt 36 gemäß 6 in Zusammenschau mit 2. Hierbei ist im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsformen lediglich die Zumessblende 10 zusammen mit der Detektionsblende 70 vorgesehen. Die Zumessblende 10 ist hierbei entsprechend 3 ausgebildet. Die Detektionsblende 70 ist entsprechend 5 ausgebildet. Der Ventilschieber des Detektionsventils 70 wird in Richtung der Grundstellung 0 vom Druckmittel der Verbindungsleitung 66 beaufschlagt, indem von dieser eine Steuerleitung 82 abzweigt. In entgegengesetzter Richtung wird der Ventilschieber vom Druckmittel der Zulaufleitung 16 stromauf der Zumessblende 10 über eine davon abzweigende Steuerleitung 84 beaufschlagt.
Wird die Druckdifferenz über die Zumessblende 10 gemäß 6 kleiner als das Druckäquivalent der Detektionsfeder 30, so wird der FS-Fluidströmungspfad 32 durch das Detektionsventil 70 gesperrt. Die Verstellpumpe 40 aus 2 wird dann in Richtung einer Erhöhung eines Fördervolumens verstellt.
Offenbart ist eine hydraulische Steueranordnung für eine Mehrzahl von Verbrauchern. Für einen jeweiligen Verbraucher ist hierbei eine Zumessblende zum Steuern eines Fluidstroms vorgesehen. Einer jeweiligen Zumessblende ist eine Detektionsblende zugeordnet. Die Detektionsblenden sind dabei fluidisch in Reihe angeordnet. Ein Flow-Sensing (FS)-Fluidströmungspfad erstreckt sich hierbei über die Detektionsblenden. Stromaufwärts der Detektionsblenden ist der Fluidströmungspfad mit einer Hydropumpe und stromabwärts der Detektionsblenden mit einer Regelvorrichtung der Hydropumpe verbunden. Ist ein Verbraucher mit Druckmittel unterversorgt, so schließt die entsprechende Detektionsblende den Flow-Sensing-Fluidströmungspfad. Die Regelvorrichtung wirkt hierbei derart mit diesem FS-Fluidströmungspfad zusammen, dass der Fluidstrom von der Hydropumpe hierdurch erhöht wird. Ist keiner der Verbraucher unterversorgt, so ist der FS-Fluidströmungspfad über die Detektionsblenden vollständig geöffnet und die Regelvorrichtung vermindert den Fluidstrom von der Hydropumpe.
Bezugszeichenliste

1: Steueranordnung
2: Ventilblock
4: Ventilscheibe
6: Ventilscheibe
8: Ventilscheibe
10: Zumessblende
12: Individualventil
14: Aktor
16: Zulaufleitung
18: Arbeitsleitung
20: Arbeitsleitung
22: Ablaufleitung
24: Zweigleitung
26: Steuerleitung
28: Steuerleitung
30: Detektionsfeder
32: FS-Fluidströmungspfad
34: Steuerleitung
36: Abschnitt
38: Verbraucher
40: Verstellpumpe
42: Pumpenregelung
44: Verstellzylinder
46: Kolben
48: Zylinderraum
50: Feder
52: Regelventil
54: Ventilfeder
56: Steuerleitung
58: Zweigleitung
60: Drossel
62: Drossel
64: Tank
66: Verbindungsleitung
68: Individualdruckwaage
70: Detektionsblende
72: Lastdruckmeldeleitung
74: Steuerleitung
76: Steuerleitung
78: Steuerleitung
80: Steuerleitung
82: Steuerleitung
84: Steuerleitung
A, B: Arbeitsanschluss
0^: Neutralstellung, Grundstellung
a: erste Schaltstellung
b: zweite Schaltstellung
c: Freigang-Stellung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009034616 A1 [0002]
US 5305789 A [0005]
DE 102007045803 A1 [0007]

Claims

Hydraulische Steueranordnung für zumindest zwei Verbraucher (38), wobei die Steueranordnung für einen jeweiligen Verbraucher (38) eine Zumessblende (10) zum Steuern eines Fluidstroms hat, wobei eine jeweilige Zumessblende (10) eingangsseitig mit einer Hydropumpe (40) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass einer jeweiligen Zumessblende (10) eine jeweilige Detektionsblende (12, 70) zugeordnet ist, die fluidisch in Reihe angeordnet sind und über die sich ein Flow-Sensing (FS)-Fluidströmungspfad (32) ausgehend von der Hydropumpe (40) zu einer Regelvorrichtung (42) erstreckt, die zur Regelung eines Fluidstroms von der Hydropumpe (40) zu den Zumessblenden (10) eingesetzt ist, wobei bei Unterschreiten einer bestimmten Druckdifferenz über einer der Zumessblenden (10) die zugeordnete Detektionsblende (12, 70) den FS-Fluidströmungspfad (32) sperrt und bei Überschreiten der bestimmten Druckdifferenz den FS-Fluidströmungspfad (32) öffnet, wobei mit dem FS-Fluidströmungspfad die Regelvorrichtung (42) der Hydropumpe (40) zur Steuerung des Fluidstroms beeinflussbar ist.
Steueranordnung nach Anspruch 1, wobei der FS-Fluidströmungspfad (32) derart die Regelvorrichtung (42) beeinflusst, dass eine Sperrung des FS-Fluidströmungspfads (32) durch zumindest eine der Detektionsblenden (12, 70) zu einer Erhöhung des Fluidstroms und eine Öffnung des FS-Fluidströmungspfads (32) von allen Detektionsblenden (12, 70) zu einer Verringerung des Fluidstroms führt.
Steueranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei zum Öffnen und Schließen des FS-Fluidströmungspfads (32) eine jeweilige Detektionsblende (12, 70) ein Ventilelement hat, das in Öffnungsrichtung vom Druckmittel stromaufwärts der Zumessblende (10) und in Schließrichtung vom Druckmittel stromabwärts der Zumessblende (10) und von einer Federkraft einer Detektionsfeder (30) beaufschlagt ist.
Steueranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Regelvorrichtung eine Pumpenregelung (42) zum Verstellen eines Fördervolumens der als Verstellpumpe (40) ausgebildeten Hydropumpe ist.
Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei einer jeweiligen Zumessblende (10) eine Individualdruckwaage (12) zugeordnet ist, die zum Aufrechterhalten einer konstanten Druckdifferenz über die Zumessblende (10) eingesetzt ist.
Steueranordnung nach Anspruch 5, wobei zumindest eine Individualdruckwaage (12) zusammen mit der zugeordneten Detektionsblende (12) als ein Individualventil (12) mit einem gemeinsamen Ventilelement ausgebildet ist.
Steueranordnung nach Anspruch 6, wobei das Individualventil (12) der Zumessblende (10) vor- oder nachgeschaltet ist.
Steueranordnung nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Ventilelement eines jeweiligen Individualventils (12) ein Ventilschieber ist, der eine Grundstellung (0) hat und ausgehend von der Grundstellung (0) in Richtung von ersten Schaltstellungen (a) und daran anschließend in Richtung von zweiten Schaltstellungen (b) verschiebbar ist, wobei in den ersten und zweiten Schaltstellungen (a, b) der FS-Fluidströmungspfad (32) geöffnet und in der Grundstellung (0) gesperrt ist, und wobei in den zweiten Schaltstellungen (b) die Druckmittelverbindung zwischen der Hydropumpe (40) und dem Verbraucher (80) zugesteuert ist, und wobei in den ersten Schaltstellungen (a) die Druckmittelverbindung zwischen der Hydropumpe (40) und dem Verbraucher (38) gedrosselt aufgesteuert ist, und wobei in der Grundstellung (0) die Druckmittelverbindung zwischen der Hydropumpe (40) und dem Verbraucher (38) vollständig aufgesteuert ist.
Steueranordnung nach Anspruch 8, wobei der Ventilschieber des jeweiligen Individualventils (12) in Richtung der Grundstellung (0) von der Federkraft der Detektionsfeder (30) und vom Druckmittel stromabwärts der Zumessblende (10) beaufschlagt ist und in Richtung von den ersten und zweiten Schaltstellungen (a, b) vom Druckmittel stromaufwärts der Zumessblende (10) beaufschlagt ist.
Steueranordnung nach einem Ansprüche 1 bis 4, wobei einer jeweiligen Zumessblende (10) eine Individualdruckwaage (68) mit einem Ventilschieber nachgeschaltet ist, der in einer Grundstellung (0) eine Druckmittelverbindung zwischen der Zumessblende (10) und dem zugeordneten Verbraucher (38) sperrt, und der ausgehend von der Grundstellung (0) in Richtung von ersten Schaltstellungen (a) die Druckmittelverbindung zwischen der Zumessblende (10) und dem zugeordneten Verbraucher (38) gedrosselt aufsteuert, und der ausgehend von den ersten Schaltstellungen (a) in Richtung von zweiten Schaltstellungen (b) die Druckmittelverbindung zwischen der Zumessblende (10) und dem zugeordneten Verbraucher (38) vollständig aufsteuert.
Steueranordnung nach Anspruch 10, wobei der Ventilschieber der jeweiligen Individualdruckwaage (68) in Richtung der ersten und zweiten Schaltstellungen (a, b) vom Druckmittel stromabwärts der Zumessblende (10) und in Richtung der Grundstellung (0) vom höchsten Lastdruck der Verbraucher (38) beaufschlagt ist.
Steueranordnung nach Anspruch 11, wobei die Individualdruckwaagen (68) an eine gemeinsame LS-Leitung (72) angeschlossen sind, und wobei die Ventilschieber einer jeweiligen Individualdruckwaage (68) in den zweiten Schaltstellungen (b) die LS-Leitung (72) mit einer Arbeitsleitung (18, 20) stromabwärts der Zumessblende (10) gedrosselt verbindet und in den ersten Schaltstellungen (a) und der Grundstellung (0) die Verbindung zwischen der LS-Leitung (72) und der Arbeitsleitung (18, 20) sperrt, und wobei der Ventilschieber in Richtung der Grundstellung (0) über die LS-Leitung (72) vom höchsten Lastdruck der Verbraucher (38) beaufschlagt ist.
Steueranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, wobei die Pumpenregelung (42) einen Verstellzylinder (44) zum Verstellen des Fördervolumens der Verstellpumpe (40) hat, wobei der Verstellzylinder (44) über ein Regelventil (52) und den FS-Fluidströmungspfad (32) geregelt ist.
Steueranordnung nach Anspruch 13, wobei ein Kolben (46) des Verstellzylinders (44) einen Zylinderraum (48) begrenzt, der zur Verringerung des Fördervolumens der Verstellpumpe (40) mit Druckmittel beschickbar ist, und aus dem zur Erhöhung des Fördervolumens der Verstellpumpe (40) Druckmittel entlassbar ist, wobei der Zylinderraum (48) mit dem FS-Fluidströmungspfad (32) direkt verbunden ist.
Steueranordnung nach Anspruch 14, wobei das Regelventil (52) einen Ventilschieber hat, der über eine Ventilfeder (54) mit einer Federkraft in Richtung einer Grundstellung (0) beaufschlagt ist, und der in Richtung von Schaltstellungen (a) mit Druckmittel einer Ausgangsseite der Hydropumpe (40) beaufschlagt ist, wobei in der Grundstellung (0) eine Druckmittelverbindung zwischen dem FS-Fluidströmungspfad (32) und dem Zylinderraum (48) aufgesteuert und zwischen der Ausgangsseite der Hydropumpe (40) und dem Zylinderraum (48) zugesteuert ist, und wobei in den Schaltstellungen (a) die Druckmittelverbindung zwischen dem FS-Fluidströmungspfad (32) und dem Zylinderraum (48) zugesteuert und zwischen der Ausgangsseite der Hydropumpe (40) und dem Zylinderraum (48) aufgesteuert ist.