DE10340504B4 - Ventilanordnung zur Steuerung eines Hydraulikantriebs - Google Patents

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Abstract

Ventilanordnung (100) zur Steuerung eines Hydraulikantriebes (3), wobei der Zu- und der Abfluss zum und vom Hydraulikantrieb (3) separat steuerbar sind, wobei eine Pumpenleitung (1) mit einem ersten Steuerventil (6) verbunden ist, und das erste Steuerventil (6) durch eine Leitung mit einem ersten Arbeitsanschluss (4) und durch eine Leitung mit einem zweiten Arbeitsanschluss (5) des Hydraulikantriebs (3) verbunden ist, und der erste Arbeitsanschluss (4) mit einem zweiten Steuerventil (15) und der zweite Arbeitsanschluss (5) mit einem dritten Steuerventil (16) verbunden ist, wobei das zweite Steuerventil (15) und das dritte Steuerventil (16) in einen Tank (T) münden, dadurch gekennzeichnet, dass drei Drucksensoren (10–12) vorgesehen sind, nämlich ein Drucksensor (12) in der Pumpenleitung (1), ein Drucksensor (10) am ersten Arbeitsanschluss (4) und ein Drucksensor (11) am zweiten Arbeitsanschluss (5), wobei ein Stellglied (202) die Ventilöffnung (Ar) des ersten Steuerventils (6) in Abhängigkeit von der gewünschten Geschwindigkeit und die Ventilöffnung des zweiten oder...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Steuerung eines Hydraulikantriebes, wobei der Zu- und der Abfluss zum und vom Hydraulikantrieb separat steuerbar sind, wobei eine Pumpenleitung mit einem ersten Steuerventil verbunden ist, und das erste Steuerventil durch eine Leitung mit einem ersten Arbeitsanschluss und durch eine Leitung mit einem zweiten Arbeitsanschluss des Hydraulikantriebs verbunden ist, und der erste Arbeitsanschluss mit einem zweiten Steuerventil und der zweite Arbeitsanschluss mit einem dritten Steuerventil verbunden ist, wobei das zweite Steuerventil und das dritte Steuerventil in einen Tank münden.
  • Eine derartige Ventilanordnung ist aus DE 101 23 699 A1 bekannt. Hier ist ein erstes Steuerventil zwischen einer Pumpe und zwei Zulaufleitungen geschaltet, die mit den Arbeitsanschlüssen verbunden sind. Von den Zulauf leitungen zweigt eine Ablaufleitung zum Tank ab, in der jeweils ein Stromregelventil angeordnet ist, bei dem eine in Schließrichtung wirksame Steuerseite einer Druckwaage über einen Steuerkanal mit dem Eingang des Stromregelventils verbunden ist.
  • Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind Ventilanordnungen zur Steuerung von hydraulischen Antrieben bekannt, bei denen die Steueröffnungen zur Steuerung des Zu- und des Abflusses zum und vom Hydraulikantrieb mechanisch oder hydraulisch miteinander verbunden sind. Häufig ist es wünschenswert, dass man den hydraulischen Antrieb für alle Belastungszustände mit einer bestimmten Geschwindigkeit steuern kann. Bei Ventilanordnungen, bei denen die Steueröffnungen zur Steuerung des Zu- und des Abflusses zum und vom Hydraulikantrieb miteinander verbunden sind, und bei denen die Geschwindig keit des Hydraulikantriebs und die auf den Hydraulikantrieb wirkende Last dieselbe Richtung haben, und bei denen die Zuflussmenge gesteuert wird, wird die Geschwindigkeit des Hydraulikantriebs durch eine Begrenzung der Abflussmenge erreicht. Dies wirkt sich jedoch negativ auf den energetischen Wirkungsgrad aus. Andere Ventilanordnungen mit verbundenen Steueröffnungen zur Steuerung des Zu- und des Abflusses zum und vom Hydraulikantrieb sind in der Weise ausgelegt, dass sie sowohl die Zuflussmenge und auch die Abflussmenge zum und vom Hydraulikantrieb unabhängig von der Last steuern können. Diese Ventilanordnungen weisen ein vorgegebenes Verhältnis zwischen der Zu- und der Abflussmenge auf, woraus ebenfalls ein schlechter energetischer Wirkungsgrad resultiert. Abhängig von der Belastungsrichtung des Hydraulikantriebes benötigen diese Ventilanordnungen außerdem zur Vermeidung einer Kavitation eine Vielzahl von Ventilen, wodurch die gesamte Ventilanordnung sehr aufwändig und teuer wird.
  • EP 0 809 737 B1 zeigt eine Ventilanordnung, bei der in jeder Arbeitsleitung eines Hydraulikantriebs ein 3-Wege-Ventil angeordnet ist, das den jeweiligen Arbeitsanschluss entweder mit einer Pumpenleitung oder mit einer Tankleitung verbindet.
  • US 5 138 838 A zeigt eine ähnliche Ausgestaltung, bei der jeweils ein 3-Wege-Ventil zwischen einem Arbeitsanschluss einerseits und einer Pumpen- und einer Tankleitung andererseits angeordnet ist. Durch eine entsprechende Verstellung der Ventile in jeder Arbeitsleitung läßt sich der Hydraulikantrieb in die eine oder andere Richtung bewegen.
  • US 5 568 759 A zeigt eine weitere derartige Ventilanordnung, bei der ebenfalls zwei 3-Wege-Ventile vorgesehen sind. Allerdings sind bei dieser Ventilanordnung die beiden Arbeitsanschlüsse jeweils mit beiden Ventilen verbunden, können aber ebenfalls wahlweise durch diese Steuerventile mit einer Pumpenleitung oder mit einer Tankleitung verbunden werden.
  • US 5 960 695 A zeigt eine Ventilanordnung, bei der zur Steuerung des Zuflusses zu einem Hydraulikantrieb für jede Bewegungsrichtung jeweils ein 2-Wege-Ventil vorgesehen ist. Auch für die Steuerung des Rückflusses vom Hydraulikantrieb ist für jede Bewegungsrichtung ein 2-Wege-Ventil vorgesehen.
  • Diese Lösungen erfüllen jedoch nicht die hohen Anforderungen, die an die minimal zulässigen Leckströme an den Arbeitsanschlüssen gestellt werden, wenn die Ventile nicht betrieben werden. Bei Betriebsarten, bei denen die Geschwindigkeit und die auf den Hydraulikantrieb wirkende Last in derselben Richtung wirken, wird die Geschwindigkeit mittels einer mit dem Pumpendruck beaufschlagten Versorgungsleitung gesteuert, wodurch ebenfalls ein schlechter energetischer Wirkungsgrad erzielt wird. US 4 840 111 zeigt eine Ventilanordnung, bei der jeder Arbeitsanschluss mit einer Leitung verbunden ist, die über jeweils ein Ventil entweder mit Pumpe oder Tank verbindbar ist.
  • In US 6 467 264 B1 sind die beiden Arbeitsanschlüsse mit diagonal gegenüberliegenden Eckpunkten einer Brückenschaltung verbunden, deren andere Eckpunkte mit Pumpe bzw. Tank verbunden sind.
  • Die US 4 840 111 und die US 6 467 264 versuchen den hohen Druck in der Pumpenleitung zu vermeiden, jedoch erfordern deren Lösungsvorschläge beim Senken der Lasten einen unnötig hohen Druck in der Tankleitung, um eine Kavitation zu vermeiden. Die Folge des hohen Druckes in der Tankleitung ist aufgrund von Drosselverlusten ein ebenfalls schlechter energetischer Wirkungsgrad.
  • DE 101 50 768 A1 beschreibt eine Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Zylinders, bei dem ein 3-Wege-Ventil und ein 2-Wege-Ventil in Reihe geschaltet sind, um einen Druckraum eines hydraulischen Zylinders mit Druck zu versorgen. Die beiden Ventile weisen jeweils einen Wegaufnehmer auf.
  • DE 43 15 626 C1 zeigt eine Steuerung für einen hydraulischen Antrieb, bei dem in den beiden Leitungen zwischen dem hydraulischen Antrieb und einem zugehörigen Steuerventil Drucksensoren angeordnet sind. Weitere Drucksensoren befinden sich in einer Zuleitung zwischen einer Pumpenleitung und dem Steuerventil sowie einer Tankleitung zwischen dem Steuerventil und Tank.
  • DE 41 35 013 C2 beschreibt ein hydraulisches Antriebssystem mit einem Steuerventil, das die Verbindung zwischen einer Pumpe und einem von zwei Arbeitsanschlüssen eines Motors bzw. vom anderen der beiden Arbeitsanschlüsse und Tank steuert. Eine Druckwaage ist vorgesehen, die einen Bedarfsstromregler über eine Lastfühlleitung steuert. Die Druckwaage wird u.a. gesteuert durch einen Druck in einer der beiden Arbeitsleitungen zwischen dem Steuerventil und dem Antrieb. Hierzu ist zwischen diesen beiden Arbeitsleitungen ein Ventil an geordnet, das entweder die eine Arbeitsleitung ungedrosselt mit einem Steuereingang der Druckwaage verbindet oder diese Arbeitsleitung gedrosselt und die andere Arbeitsleitung ungedrosselt mit dem Steuereingang verbindet.
    •
  • Die Erfindung hat die Aufgabe eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die Geschwindigkeit und der Hydraulikdruck des Hydraulikantriebes unabhängig voneinander gesteuert werden können.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe bei einer Ventilanordnung der eingangs genannten Art dadurch, dass drei Drucksensoren vorgesehen sind, nämlich ein Drucksensor in der Pumpenleitung, ein Drucksensor am ersten Arbeitsanschluss und ein Drucksensor am zweiten Arbeitsanschluss, wobei ein Stellglied die Ventilöffnung des ersten Steuerventils in Abhängigkeit von der gewünschten Geschwindigkeit und die Ventilöffnung des zweiten oder dritten Steuerventils in Abhängigkeit vom gewünschten Hydraulikdruck einstellt.
  • Durch diese Ventilanordnung kann die Geschwindigkeit des Hydraulikantriebes unabhängig vom Hydraulikdruck gesteuert werden. Mit der erfindungsgemäßen Ventilanordnung werden die Zuflussmenge und der Hydraulikdruck am Abfluss unabhängig voneinander gesteuert. Dabei wird die Geschwindigkeit durch Betätigen des ersten Steuerventils und der Hydraulikdruck durch Betätigen des dritten Steuerventils eingestellt. Durch die unabhängige Veränderung der Geschwindigkeit und des Hydraulikdruckes werden Kavitationen zuverlässig vermieden und außerdem ein besserer energetischer Wirkungsgrad erzielt, da keine unnötig hohen Drücke mehr zur Geschwindigkeitsregulierung erforderlich sind. Der Begriff "Pumpenleitung" ist hier funktionell zu verstehen, d.h. es ist nicht erforderlich, dass die Pumpenleitung direkt mit einer Pumpe verbunden ist. Auch eine indirekte Verbindung mit einer Pumpe oder die Verbindung mit einer anderen Druckquelle ist möglich. Mit Hilfe der Drucksensoren lassen sich die momentan in den Leitungen und an den Arbeitsanschlüssen herrschenden Drücke genau bestimmen.
  • Das erste Steuerventil und/oder das zweite Steuerventil und/oder das dritte Steuerventil sind zweckmäßigerweise mit einem Wegaufnehmer ausgestattet. Mit den Wegaufnehmern können die jeweiligen Ventilstellungen und die mit ihnen korrespondierenden die Durchflussmenge bestimmenden Ventildrosselöffnungen ermittelt werden. Somit ist eine präzise Steuerung der Geschwindigkeit des Hydraulikantriebes und der Hydraulikdrücke unabhängig voneinander möglich.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist ein viertes Steuerventil zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen angeordnet. Das vierte Steuerventil kann ein diskretes Schaltventil oder ein Proportionalventil sein. Auf diese Weise kann ein direkter Durchfluss zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen hergestellt werden, der je nach Bauart des Steuerventils ganz geöffnet oder ganz gesperrt oder in einem Zwischenbereich gedrosselt wird.
  • Vorzugsweise sind die Steuerventile direkt und/oder durch eine Drucksteuerung und/oder durch eine Wegesteuerung einstellbar. Dadurch eignet sich die Ventilanordnung besonders gut, um sie für bestimmte Betriebsarten programmieren zu können. Unabhängig davon, ob die Steuerventile direkt, druck- oder weggesteuert einstellbar sind, können die Antriebe für das zweite Steuerventil und das dritte Steuerventil entweder zwei unidirektionale Antriebe oder ein bidirektionaler Antrieb sein.
  • Das erste Steuerventil kann ein 3/3-Wegeventil und die zweiten, dritten und vierten Steuerventile 2/2-Wegeventile sein. Solche Wegeventile sind standardmäßige Bauteile, so dass die Ventilanordnung einfach und kostengünstig realisiert werden kann.
  • Die Steuerventile können jeweils durch einen Elektromagneten und eine Feder angetrieben werden. Somit können die Steuerventile, wenn sie nicht betätigt werden, in eine bevorzugte Ruhestellung geschaltet werden. In dieser bevorzugten Ruhestellung können die Steuerventile beispielsweise geschlossen sein, um zu vermeiden, dass bei einem plötzlichen Stromausfall eine von dem Hydrau likantrieb zu hebende oder zu senkende Last plötzlich zu Boden fällt.
  • Zwischen dem ersten Steuerventil und dem ersten Arbeitsanschluss kann ein erster Rückflussverhinderer und zwischen dem ersten Steuerventil und dem zweiten Arbeitsanschluss ein zweiter Rückflussverhinderer angeordnet sein, wobei die beiden Rückflussverhinderer Rückschlagventile sein können. Diese Rückflussverhinderer haben die Aufgabe, einen unerwünschten Leckstrom an den beiden Arbeitsanschlüssen des Hydraulikantriebes bei nicht betätigten Steuerventilen zu vermeiden.
  • Um den gesamten Aufbau der Ventilanordnung zu vereinfachen, kann sie zweckmäßigerweise in einem oder in mehreren Ventilblöcken zusammengefasst sein. Deshalb ist es beispielsweise vorteilhaft das zweite Steuerventil und das dritte Steuerventil und die mit ihnen zusammenarbeitenden Wegaufnehmer in einem einzigen Block zusammenzufassen. Es kann dabei sinnvoll sein, auch die Rückflussverhinderer in den Block aufzunehmen. In diesem Fall bekommt man eine völlig dichte Einheit, die dann beispielsweise direkt am Zylinder montiert werden kann.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Ventilanordnung mindestens eine elektronische Einrichtung zur Regelung des Durchflusses auf. Die elektronische Einrichtung zur Regelung des Durchflusses empfängt von den Drucksensoren, insbesondere von den Drucksensoren, die die Drücke an den Arbeitsanschlüssen messen, die jeweiligen Ist-Drücke. Diese beiden Ist-Drücke werden miteinander verglichen. Aus diesem Vergleich wird eine Korrekturgröße für die Ventilöffnung bestimmt, die an ein mit dem zu regelnden Ventil verbundenes Stellglied weitergegeben wird.
  • Vorteilhafterweise kann der Hydraulikmotor ein Rotations- oder ein Translationsmotor sein.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
  • Im Einzelnen zeigen:
  • 1 einen Schaltplan einer Ventilanordnung;
  • 2 einen Schaltplan einer elektronischen Einrichtung zur Messung und Regelung des Durchflusses.
    •
  • 1 zeigt eine Ventilanordnung 100. Sie weist eine Pumpenleitung 1, eine Tankleitung 2 und einen hydraulischen Antrieb 3 auf, der mit Arbeitsanschlüssen 4 und 5 versehen ist. Ein erstes drosselbares Steuerventil 6 steuert die Durchflussmenge von der Pumpenleitung 1 zu einem der Arbeitsanschlüsse 4 oder 5. Ein zweites drosselbares Steuerventil 15 und ein drittes drosselbares Steuerventil 16 steuern die Durchflussmenge, die an den Arbeitsanschlüssen 4 und 5 aus dem Hydraulikantrieb 3 in einen Tank T abfließt. Ferner ist zwischen den Arbeitsanschlüssen 4 und 5 ein viertes Steuerventil 14 angeordnet. Ein erstes Rückschlagventil 8 und ein zweites Rückschlagventil 9 sind in zwei Strängen zwischen dem ersten Steuerventil 6 und dem Hydraulikantrieb 3 angeordnet. Ein erster Drucksensor 10 und ein zweiter Drucksensor 11 messen den Hydraulikdruck an den Arbeitsanschlüssen 4 und 5. Ein dritter Drucksensor 12 ist je nach Betriebsart entweder in der Pumpenleitung 1 oder in der Tankleitung 2 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich den dritten Drucksensor 12 sowohl in der Pumpenleitung 1 als auch in der Tankleitung 2 anzuordnen, um ohne Umbaumaßnahmen mehrere Betriebsarten nutzen zu können. Wegaufnehmer 13 sind mit den Steuerventilen 6, 15 und 16 verbunden.
  • 2 zeigt eine elektronische Einrichtung 200 zur Messung und Regelung des Durchflusses insbesondere zur Regelung der Steuerventile 6 und 16 oder andere. Die Drucksensoren 11 und 12 messen den momentanen Ist-Druck und geben ihn an eine Recheneinheit 201 weiter, die den Ist-Druck mit einem vorgegebenen Soll-Druck vergleicht, und daraus einen Differenzdruck bestimmt. Zusammen mit diesem Differenzdruck und einem für den Durchfluss vorgegebenen Sollwert Qr und einer Ventilkonstante k wird eine gewünschte Ventilöffnung Ar und daraus eine gewünschte Ventilstellung xr bestimmt. Anschließend werden die errechneten Größen an ein Stellglied 202 weitergegeben, das je nach Betriebsart das Steuerventil 6 oder 16 oder andere auf den gewünschten Wert für die Durchflussmenge einstellt. Das Stellglied wird in vielen Fällen ein Teil des Mikroprozessors sein.
  • Mit der beschriebenen Ventilanordnung 100 und der elektronischen Einrichtung 200 sind eine Reihe vielfältiger Betriebsarten möglich, die im folgenden näher erläutert werden. In einer ersten Betriebsart kann die Hydraulikflüssigkeit von P nach B und von A nach T fließen. Für diese Fließrichtung gibt es zwei Steuermöglichkeiten. Bei der ersten Steuermöglichkeit sind die Steuerventile 14 und 15 gesperrt. Die Abflussmenge und der Hydraulikdruck werden am Zufluss gesteuert, wobei die Geschwindigkeit des Hydraulikantriebs 3 durch Betätigen des Steuerventils 16 und der Hydraulikdruck am Hydraulikantrieb 3 durch Betätigen des Steuerventils 6 verändert werden. Dazu ist der Drucksensor 12 in der Tankleitung 2 und der Wegaufnehmer 13 mit dem Steuerventil 16 verbunden. Der Sollwert für die Ventilöffnung 16 wird anhand des am Arbeitsanschluss 5 gemessenen Hydraulikdruckes, des in der Tankleitung 2 gemessenen Hydraulikdruckes und anhand der gewünschten Durchflussöffnung des Steuerventils 16 oder anhand der Soll-Geschwindigkeit des Hydraulikantriebes 3 berechnet. Diese Berechnung des Sollwertes für die Ventilstellung des Ventils 16 geschieht nach der in 2 dargestellten Weise. Wenn die Geschwindigkeit und die auf den Hydraulikantrieb 3 wirkende Last einander entgegengesetzt sind, wird die Ventilstellung des Steuerventils 6 aufgrund eines gewünschten und aufgrund des gemessenen Hydraulikdruckes am Arbeitsanschluss 5 gesteuert. Alternativ kann die Ventilstellung des Steuerventils 6 anhand der gewünschten und anhand der gemessenen Hydraulikdrücke an den Arbeitsanschlüssen 4 und 5 gesteuert werden. Wenn die Geschwindigkeit des Hydraulikantriebes und die auf den Hydraulikantrieb 3 wirkende Last in dieselbe Richtung wirken, wird die Ventilstellung des Steuerven tils 6 anhand des gewünschten und anhand des am Arbeitsanschluss 4 gemessenen Hydraulikdruckes gesteuert. Alternativ kann die Ventilstellung des Steuerventils 6 anhand des gewünschten und anhand der an den Arbeitsanschlüssen 4 und 5 gemessenen Hydraulikdrücke gesteuert werden.
  • Bei einer zweiten Steuermöglichkeit wird die Zuflussmenge und der Hydraulikdruck am Abfluss gesteuert, wobei die Geschwindigkeit des Hydraulikantriebs 3 durch Betätigen des ersten Steuerventils 6 und der Hydraulikdruck am Hydraulikantrieb 3 durch Betätigen des Steuerventils 16 verändert wird. Dazu wird der Drucksensor 12 in der Pumpenleitung 1 angeordnet und der Wegaufnehmer 13 mit dem Steuerventil 6 verbunden. Der Sollwert für die Ventilöffnung des Steuerventils 6 wird anhand des am Arbeitsanschluss 4 herrschenden Hydraulikdruckes, des Druckes in der Pumpenleitung 1 und anhand des gewünschten Durchflusses durch das Steuerventil 6 oder anhand der Soll-Geschwindigkeit des Hydraulikantriebs 3 berechnet. Die Berechnung erfolgt wieder nach dem in 2 dargestellten Schaltplan. Sowohl für den Fall, dass die Geschwindigkeit und die Last in dieselbe Richtung wirken, als auch für den Fall, dass diese in entgegengesetzte Richtungen wirken, wird die Öffnung des Steuerventils 16 anhand des gewünschten und anhand des am Arbeitsanschluss 4 gemessenen Hydraulikdruckes eingestellt.
  • Wenn der Durchfluss in der entgegengesetzten Richtung, also von P nach A und von B nach T fließt, ist die Steuerung der Geschwindigkeit und des Hydraulikdruckes auf die gleiche Weise möglich, wobei dann statt des Steuerventils 16 das Steuerventil 15 gesteuert wird. Die Steuerventile 14 und 16 bleiben für beide Durchflussrichtungen gesperrt.
  • Bei einer weiteren Betriebsart zur Steuerung der Geschwindigkeit beim Senken einer Last L besteht die Gefahr einer Kavitation am ersten Arbeitsanschluss 4, da bei praktisch allen Geschwindigkeiten des Hydraulikantriebes 3 die Abflussmenge am Arbeitsanschluss 5 größer werden kann als die Zuflussmenge am Arbeitsanschluss 4. Dann wird das Steuerventil 14 geöffnet oder gedrosselt. Die Geschwindigkeit des Hydraulikantriebs 3 wird dann durch die Zuflussmenge am Arbeitsanschluss 4 oder durch die Abflussmenge am Arbeitsanschluss 5 gesteuert, wobei ein Teil der Abflussmenge der Zuflussmenge – aufgrund des Differenzareals des Zylinders – rückgeführt werden kann.
  • Die Geschwindigkeit des Hydraulikantriebs 3 wird beim Anheben oder Absenken durch ein Drosseln des Steuerventils 14 und auch durch eine Druckänderung am Arbeitsanschluss 4 mittels des Steuerventils 6 gesteuert. Die Fließrichtung zum Tank T wird durch eines der beiden Steuerventile 15 oder 16 bestimmt, wobei das andere Steuerventil 16 oder 15 geschlossen bleibt. Diese Betriebsart erfordert den Drucksensor 12, der in der Tankleitung 2 angeordnet ist, und die Wegaufnehmer 13, die an den Steuerventilen 15 und 16 angeordnet sind. Das Steuerventil 14 kann unabhängig davon, welches der Steuerventile 15 oder 16 geöffnet oder geschossen ist, und unabhängig davon, ob die Wegaufnehmer 13 an den Steuerventilen 15 und 16 oder am Steuerventil 6 angeordnet sind, immer verwendet werden.
  • Eine hydraulische Verbindung zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen 4 und 5 durch das geöffnete Steuerventil 14 ist auch beim Anheben der Last L möglich. Dabei wird die Hydraulikflüssigkeit in die größte Kammer des Hydraulikantriebs 3 eingespeist. Der Zufluss zum Hydraulikantrieb 3 wird durch das Steuerventil 6 gesteuert. Bei dieser Betriebsart ist der Drucksensor 12 in der Pumpenleitung 1 und der Wegaufnehmer 13 am Steuerventil 6 angeordnet. Bei einer sehr präzisen Geschwindigkeitssteuerung kann das Steuerventil 14 gedrosselt werden. Wenn die Last angehoben wird, steuert oder bestimmt das Ventil 6 die Bewegung. Dann ist der Drucksensor 12 in der Tankleitung 2 und die Wegaufnehmer 13 an den Steuerventilen 15 und/oder 16 angeordnet.
  • Bei einer Betriebsart, bei der beispielsweise eine ruckartige Zugbewegung durchgeführt wird, fließt am Arbeitsanschluss 5 Hydraulikflüssigkeit zum Hydraulikantrieb 3, wobei der Zufluss durch das Steuerventil 6 gesteuert wird. Eine derartige Betriebsart tritt beispielsweise beim Betrieb eines Traktors auf, insbesondere beim Ansteuern der Ackerschiene, also einer Hebeeinrichtung, die beispielsweise einen Pflug trägt. Das Steuerventil 15 dient dabei als ein Entlastungsventil, so dass der Hydraulikdruck am Arbeitsanschluss 4 abfällt. Wenn der Hydraulikdruck am Arbeitsanschluss 4 unterhalb eines bestimmten Druckniveaus abgefallen ist, bewegt sich der Hydraulikantrieb 3 in die entgegengesetzte Richtung, wobei entweder die Betriebsart, die beim Durchfluss von P nach B und von A nach T herrscht, oder die Betriebsart, bei der die Arbeitsanschlüsse 4 und 5 beim Senken einer Last hydraulisch miteinander verbunden sind, gewählt wird.
  • Bei einer weiteren Betriebsart ist es erforderlich, dass die beiden Arbeitsanschlüsse mit der Tankleitung 2 verbunden werden, wodurch die Arbeitsanschlüsse 4 und 5 drucklos sind. Dies erreicht man durch ein vollständiges Öffnen der Steuerventile 15 und 16 oder der Steuerventile 14 und 15 oder der Steuerventile 14 und 16. Die übrigen Ventile müssen dann geschlossen bleiben.
  • Bei einer anderen Betriebsart werden unerwünschte Leckströme an den Arbeitsanschlüssen 4 und 5 ausgeschlossen. Solche Leckströme sind beispielsweise dann unerwünscht, wenn der Hydraulikantrieb 3 eine Last L für eine längere Zeit in einer bestimmten Position halten muss. Dies wird durch die Rückflussverhinderer 8 und 9 und die geschlossenen Steuerventile 6, 14, 15 und 16 erreicht.
  • Wenn man die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten dieser relativ einfachen Ventilanordnung mit den bereits bestehenden Ventilanordnungen vergleicht, so fällt auf, dass die Ventilanordnung abhängig von der jeweiligen Betriebsart maximal ein oder zwei Wegaufnehmer und höchstens drei Drucksensoren benötigt.

Claims (14)

  1. Ventilanordnung (100) zur Steuerung eines Hydraulikantriebes (3), wobei der Zu- und der Abfluss zum und vom Hydraulikantrieb (3) separat steuerbar sind, wobei eine Pumpenleitung (1) mit einem ersten Steuerventil (6) verbunden ist, und das erste Steuerventil (6) durch eine Leitung mit einem ersten Arbeitsanschluss (4) und durch eine Leitung mit einem zweiten Arbeitsanschluss (5) des Hydraulikantriebs (3) verbunden ist, und der erste Arbeitsanschluss (4) mit einem zweiten Steuerventil (15) und der zweite Arbeitsanschluss (5) mit einem dritten Steuerventil (16) verbunden ist, wobei das zweite Steuerventil (15) und das dritte Steuerventil (16) in einen Tank (T) münden, dadurch gekennzeichnet, dass drei Drucksensoren (10–12) vorgesehen sind, nämlich ein Drucksensor (12) in der Pumpenleitung (1), ein Drucksensor (10) am ersten Arbeitsanschluss (4) und ein Drucksensor (11) am zweiten Arbeitsanschluss (5), wobei ein Stellglied (202) die Ventilöffnung (Ar) des ersten Steuerventils (6) in Abhängigkeit von der gewünschten Geschwindigkeit und die Ventilöffnung des zweiten oder dritten Steuerventils (15, 16) in Abhängigkeit vom gewünschten Hydraulikdruck einstellt.
  2. Ventilanordnung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuerventil (6) und/oder das zweite Steuerventil (15) und/oder das dritte Steuerventil (16) einen Wegaufnehmer (13) aufweisen.
  3. Ventilanordnung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein viertes Steuerventil (14) zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen (4, 5) angeordnet ist.
  4. Ventilanordnung (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (14) ein diskretes Schaltventil oder ein Proportionalventil ist.
  5. Ventilanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventile (6, 14, 15, 16) direkt und/oder durch eine Drucksteuerung und/oder durch eine Wegesteuerung einstellbar ist.
  6. Ventilanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (6) ein 3/3-Wegeventil ist.
  7. Ventilanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventile (14, 15, 16) 2/2-Wegeventile sind.
  8. Ventilanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerven tile (6, 14, 15, 16) jeweils durch einen Elektromagneten und eine Feder antreibbar sind.
  9. Ventilanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Steuerventil (6) und dem ersten Arbeitsanschluss (4) ein erster Rückflussverhinderer (8) und zwischen dem ersten Steuerventil (6) und dem zweiten Arbeitsanschluss (5) ein zweiter Rückflussverhinderer (9) angeordnet ist.
  10. Ventilanordnung (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückflussverhinderer (8, 9) Rückschlagventile sind.
  11. Ventilanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem oder mehreren Blöcken zusammengefasst ist.
  12. Ventilanordnung (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuerventil (15), das dritte Steuerventil (16) und die Wegaufnehmer (13) in einem Block (7) zusammengefasst sind.
  13. Ventilanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine elektronische Einrichtung zur Regelung des Durchflusses (200) zur Regelung der Steuerventile (6, 14, 15, 16) aufweist.
  14. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikantrieb (3) ein Rotations- oder ein Translationsmotor ist.
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