DE19548943A1 - Ventilanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Ansteuerung eines hydraulischen Verbrauchers mit zwei Wirkrichtungen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Ventilanordnungen werden beispielsweise in der Mobilhydraulik zur Ansteuerung doppeltwirkender Zylinder verwendet. Derartige doppeltwirkende Zylinder werden bei­ spielsweise bei Frontkrafthebern von Ackerschleppern einge­ setzt. Die Heckkraftheber sind in den meisten Fällen ein­ fachwirkend ausgeführt, aufgrund der vielseitigen Einsatz­ möglichkeiten moderner Schlepper geht man jedoch auch dazu über, die Heckkraftheber mit doppeltwirkenden Zylindern auszuführen.

Mit Hilfe dieser Kraftheber lassen sich unterschiedliche Peripheriegeräte an den Ackerschlepper ankoppeln, wie bei­ spielsweise Packer, Pflüge, Grubber, Walzen etc. Um all die unterschiedlichen Peripheriegeräte und Werkzeuge einsetzen zu können, müssen mit dem doppeltwirkenden Zylinder zumin­ dest die Funktionen Heben, Senken, Drücken, Neutral und ei­ ne Schwimmstellung, in der das Werkzeug frei beweglich ist, durchführbar sein.

In Fig. 1, auf die bereits an dieser Stelle Bezug genommen sei, wird eine stark vereinfachte Schaltung (open center- Anlage) dargestellt, wie sie herkömmlicherweise zur An­ steuerung doppeltwirkender Zylinder verwendet wird.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Hydrauliksystem wird der doppeltwirkende Zylinder, das heißt ein Zylinder mit zwei entgegengesetzt wirksamen Flächen gleicher oder unter­ schiedlicher Größe, über ein 4-Wegeventil 2 angesteuert, das bei dem gezeigten Hydraulikschaltplan als stetig ver­ stellbares Ventil ausgeführt ist. Anstelle eines derartigen Proportionalventiles kann jedoch auch ein Ventil mit Schaltstellungen Verwendung finden. Das Hydraulikfluid wird von einer nicht gezeigten Pumpe, in den meisten Fällen ei­ ner Verstellpumpe über eine Pumpenleitung P hin zum Ein­ gangsanschluß des Wegeventils 2 gefördert.

In der gezeigten Neutralstellung 0 ist die Pumpenleitung P über das Wegeventil 2 mit dem Tank T verbunden und die An­ schlüsse A, B des Wegeventils 2 abgesperrt, so daß das Hy­ draulikfluid in Arbeitsleitungen 4, 6 und damit im Hydrau­ likzylinder 1 eingespannt ist. Der Kolben wird in seiner gezeigten Position festgehalten.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein elektrohydraulisch verstellbares Wegeventil 2, so daß bei entsprechender Ansteuerung der Ventilschieber des Wegeven­ tils 2, in Richtung der mit b gezeichneten Endstellung ver­ schiebbar ist, so daß die Verbindungen des Anschlusses A mit der Pumpenleitung und des Anschlusses B mit der Tank­ leitung aufgesteuert werden und der in Fig. 1 linke Zylin­ derraum mit Hydraulikfluid versorgt wird, während das Hy­ draulikfluid aus dem stangenseitigen Zylinderraum zurück in den Tank T strömt. Das heißt, die mit b angedeuteten Stel­ lungen dienen zum Ausfahren des Zylinders 1 (Heben). Das Einfahren des Kolbens erfolgt bei einer Verschiebung des Ventilschiebers aus seiner Neutralstellung 0 hin zu Zwi­ schenstellungen c, in denen der kolbenstangenseitige Zylin­ derraum mit der Pumpe P verbunden ist und das sich im ande­ ren Zylinderraum befindliche Hydraulikfluid zum Tank T hin entspannt wird - der Kolben des Zylinders 1 wird eingefah­ ren (aktiv Senken oder Drücken).

Bei einer Verschiebung des Ventilschiebers über die Zwi­ schenstellungen c hinaus in seine mit a angedeutete End­ stellung, sind beide Zylinderräume über die Arbeitsleitun­ gen 4 und 6 miteinander verbunden. Des weiteren wird beim Erreichen dieser Einstellung a eine Abströmöffnung zum Tank T hin aufgesteuert. In dieser Einstellung a ist der Kolben des Zylinders 1 auch mit geringer Kraft bewegbar, wobei durch die Bewegung des Kolbens aufgrund einer äußeren Kraft das aus einem Zylinderraum verdrängte Arbeitsfluid prak­ tisch in den anderen Zylinderraum oder in den Tank ver­ drängt wird. Diese mit a bezeichnete Endposition wird Schwimmstellung bezeichnet und dann angewendet, wenn ein Peripheriegerät verwendet wird, das, beispielsweise wie ei­ ne Walze auf der Bodenfläche aufliegt und eventuellen Un­ ebenheiten folgen soll.

Selbstverständlich sind bei einem derartigen Hydrauliksy­ stem noch weitere Steuer- und Schalteinrichtungen erforder­ lich, die jedoch hier der Einfachheit halber weggelassen wurden.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ventilanordnung erfolgt so­ mit die Ansteuerung des Zylinders 1 und der Arbeitsleitun­ gen 4, 6 durch eine Verschiebung des Ventilschiebers des Wegeventils 2, so daß beispielsweise beim Aufsteuern des Anschlusses A entsprechend ein Zusteuern des Anschlusses B erfolgen muß. Das heißt, die beiden Zylinderräume des dop­ peltwirkenden Zylinders sind bei dem dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel nicht unabhängig voneinander ansteuerbar.

Eine derartige unabhängige Ansteuerung der beiden Zylinder­ räume könnte realisiert werden, indem in die Arbeitsleitun­ gen 4, 6 weitere Steuer-/Regeleinrichtungen eingeschaltet werden, über die die Druckverhältnisse in den Arbeitslei­ tungen 4, 6 getrennt voneinander beeinflußbar wären. Eine derartige Lösung erfordert jedoch einen erheblichen vor­ richtungstechnischen und regelungstechnischen Aufwand, so daß diese Lösung zu teuer und zu reparaturanfällig wäre.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung zu schaffen, die bei minimalem vorrich­ tungstechnischen Aufwand eine weitestgehend unabhängige An­ steuerung der Zuführleitung und der Rückführleitung eines doppeltwirkenden Verbrauchers ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge­ löst.

Durch die Maßnahme, die Ventilanordnung mit einem stetig verstellbaren Ventil auszuführen, über das die Pumpenlei­ tung mit einer Arbeitsleitung verbindbar ist, in der ein weiteres Ventil angeordnet ist, über das wahlweise die Ver­ sorgung eines Zylinderraumes mit Hydraulikfluid erfolgt, während der andere Zylinderraum mit einem Tank verbunden ist, wird mit einem - gegenüber dem vorbeschriebenen Stand der Technik - erheblich verringerten vorrichtungstechni­ schem Aufwand eine flexiblere Ansteuerung ermöglicht. Dabei erfolgt über die Ablaufkante des stetig verstellbaren Ven­ tils eine Regelung der Hydraulikfluidzufuhr über das wei­ tere Ventil hin zu einem Zylinderraum, während der andere Zylinderraum über das weitere Ventil mit dem Tank T verbun­ den ist. Da die Rückführung des Hydraulikfluids aus dem an­ deren Zylinderraum nicht mehr über das stetig vorstellbare Ventil erfolgt, kann die Zuführung des Hydraulikfluids un­ abhängig von der Rückführung des Hydraulikfluids durch ent­ sprechende Ansteuerung dieses Ventils geregelt werden. Da die Zuleitung des Hydraulikfluids zu den Zylinderräumen ab­ hängig ist von der Stellung des weiteren Ventils, kann das stetig verstellbare Ventil erheblich einfacher ausgeführt werden, da neben der Neutralstellung nur noch eine Endstel­ lung vorgesehen sein muß, in der die Verbindung der Pumpen­ leitung P hin zur Arbeitsleitung aufgesteuert ist und eine weitere Endstellung, in der die beiden Zylinderräume mit dem Tank verbunden sind (Schwimmstellung).

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird somit eine Ven­ tilanordnung zur Verfügung gestellt, die bei einem einfachen vorrichtungstechnischen Aufbau eine flexiblere Anpassung an unterschiedliche Regelaufgaben ermöglicht.

Bei der Verwendung eines doppeltwirkenden Zylinders als Verbraucher ist es besonders vorteilhaft, wenn in einer Zu­ führleitung stromabwärts des weiteren Ventiles, das heißt in derjenigen Leitung, über die der Zylinder in seine He­ ben-Stellung gebracht wird, ein entsperrbares Rückschlag­ ventil eingebaut ist, das zur Absenkbewegung des Kolbens entsperrt werden muß. Auf diese Weise wird die Betriebssi­ cherheit der Anlage erhöht.

Eine besonders einfach aufgebaute und betriebssichere Ven­ tilanordnung erhält man, wenn das stetig verstellbare Ven­ til als Proportionalwegeventil ausgeführt ist, dessen Steu­ erschieber aus einer Neutralstellung bis zu einer Endposi­ tion verschiebbar ist, so daß eine Verbindung zwischen der Arbeitsleitung und dem Tank aufgesteuert wird, während bei einer Verschiebung des Steuerschiebers in die andere Rich­ tung, die Verbindung der Arbeitsleitung mit dem Tank aufge­ steuert und die Verbindung zur Pumpenleitung zugesteuert wird. Das heißt, in dieser Endstellung sind beide Zylinder­ räume mit dem Tank verbunden, so daß sich der Arbeitszylin­ der in der Schwimmstellung befindet.

Bei der in Fig. 1 gezeigten bekannten Lösung konnte diese Schwimmstellung erst nach Durchfahren der mit c gekenn­ zeichneten Zwischenstellung (Senken) angesteuert werden, so daß der Verbraucher - beispielsweise der doppeltwirkende Zylinder - zunächst verstellt wurde, bevor die Schwimmstel­ lung erreicht werden konnte. Diese ungewollte Ansteuerung des Verbrauchers beim Anfahren der Schwimmstellung kann bei der erfindungsgemäßen Ventilanordnung nicht erfolgen, da sich die Schwimmstellung direkt aus der Neutralstellung 0 anfahren läßt.

Das System läßt sich besonders vielseitig einsetzen, wenn das Proportionalventil elektrohydraulisch (EHR) vorgesteu­ ert ist.

Insbesondere bei der Mobilhydraulik wird die Verwendung von Baukastensystemen angestrebt, bei denen unterschiedliche Ventilvarianten aus Standardbauelementen zusammenfügbar sind. In diesen Fällen wird es besonders bevorzugt, die Ventilanordnung in Ventilscheibenbauweise auszuführen, wo­ bei eine Ventilscheibe vorzugsweise das vorbeschriebene EHR-Ventil trägt, während in der anderen Ventilscheibe das weitere Ventil angeordnet ist, das vorzugsweise als elek­ trohydraulisch vorgesteuertes Schaltventil ausgeführt ist.

Diese Ventilscheibe kann mit einem oder mehreren Arbeitsan­ schlüssen versehen werden, die über jeweils vorzugsweise elektrisch geschaltete Ventileinrichtungen unabhängig von dem doppeltwirkenden Verbraucher ansteuerbar sind.

Je nach Anwendungsfall können noch weitere Ventilscheiben hinzugefügt werden, wobei beispielsweise eine dritte Schei­ be mit einem einfachwirkenden EHR-Ventil zur Ansteuerung eines einfachwirkenden Zylinders hinzugefügt werden kann. In diesem Fall sind der Aufbau der ersten Ventilscheibe und der dritten Ventilscheibe (beide mit einfachwirkenden EHR-Ven­ tilen) identisch.

Die vorbeschriebene Ventilscheibenanordnung könnte bei ei­ nem Ackerschlepper beispielsweise an diejenige Ventilschei­ benkombination angefügt werden, die eine Prioritätsschal­ tung zur Versorgung einer Lenkung, weiterer Wegeventile und der vorbeschriebenen Schaltung enthält.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge­ genstand der sonstigen Unteransprüche.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Hydraulikschaltplan eines be­ kannten Hydrosystems mit einem doppeltwirkenden Zy­ linder;

Fig. 2 einen Hydraulikschaltplan einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung und

Fig. 3, 4 eine Ventilscheibenanordnung einer Hydraulik­ schaltung nach Fig. 2.

Die Fig. 2 zeigt einen Hydraulikschaltplan einer Ventilan­ ordnung, die in Ventilscheibenanordnung mit zwei Ventil­ scheiben 8, 10 (strichpunktiert in Fig. 2) ausgeführt ist. Wie bereits eingangs erwähnt, kann diese Ventilscheibenan­ ordnung 8, 10 mit weiteren Ventilscheiben kombiniert wer­ den, wobei eine der Ventilscheibe 8 vorgeschaltete Ventil­ scheibe beispielsweise eine Prioritätsschaltung aufweisen kann, um verschiedene Verbraucher in Abhängigkeit von ihrer Priorität zu versorgen. Derartige im Baukastensystem als Zentralhydraulikventilanordnung ausgeführte Ventilblöcke werden beispielsweise bei Ackerschleppern verwendet, wobei über die Prioritätsschaltung ein Lenkventil (nicht gezeigt) vor den Niederdruckverbrauchern (Getriebesteuerung, Steuer­ ölkreis) und vor den Hochdruckverbrauchern, wie beispiels­ weise ein Kraftheber und weitere Wegeventile versorgt wird.

Die durch die beiden Ventilscheiben 8, 10 realisierte Ven­ tilanordnung dient zur Ansteuerung eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders 1, wobei die Ausgangsanschlüsse Z1 und Z2 der Ventilanordnung mit dem in Fig. 2 linken Zylinderraum bzw. mit dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum verbunden sind.

Die Hydraulikfluidzufuhr erfolgt über den Pumpenanschluß P, der über die Prioritätsschaltung mit einer Regelpumpe (nicht gezeigt) verbunden ist. Neben einigen anderen An­ schlüssen, auf die im folgenden noch eingegangen wird, hat die Ventilanordnung noch einen oder mehrere Tankanschlüsse T, so daß das Hydraulikfluid bei geeigneter Ansteuerung der Ventilanordnung über die Anschlüsse Z1 oder Z2 einem der Zylinderräume zuführbar ist, während das Hydraulikfluid aus dem anderen Zylinderraum über die Ventilanordnung zum Tank T hin verdrängt wird.

Die erste Ventilscheibe 8 enthält im wesentlichen ein EHR- Ventil, das ein Steuerventil 12 hat, dem zwei Vorsteuerven­ tile 14 und 16 zugeordnet sind. Das Steuerventil 12 ist ein stetig verstellbares Wegeventil (3/3-proportionales Wege­ ventil) mit einer Neutralstellung 0 und zwei Endstellungen a, b. Der Pumpenanschluß P der Ventilanordnung ist über eine Pumpenleitung 18 zu einem Anschluß P′ und der Tank T über eine Tankleitung 20 mit einem Tankanschluß T des Steuerventils verbunden.

Der Tankanschluß T und der Pumpenanschluß P′ sind mit einem Ausgangsanschluß B verbindbar, an den eine Arbeitsleitung 22 angeschlossen ist. Des weiteren hat das Steuerventil 12 drei Steueranschlüsse A, C und S, deren Funktion im folgen­ den erläutert wird.

An den Steueranschluß C des Steuerventils 12 ist eine Steu­ erleitung 24 angeschlossen, die zu einem Wechselventil 25 geführt ist, dessen Ausgang mit dem Steueranschluß X_EHR und eine Lastmeldeleitung verbunden ist, über die die Ansteue­ rung der Regelpumpe erfolgt.

In der gezeigten Neutralstellung 0 sind die Anschlüsse A, B, S und P′ abgesperrt, während die Steuerleitung 24 über die Tankleitung 20 mit dem Tank T verbunden ist. Das heißt, die zur Regelpumpe führende Lastmeldeleitung (X_EHR) ist an den Tank gelegt, so daß der Regelpumpe kein Druck- und Vo­ lumenstrombedarf gemeldet wird.

Jeder Stirnfläche des Steuerkolbens des Steuerventils 12 ist eines der Vorsteuerventile 14, 16 zugeordnet, wobei dessen Ausgangsanschluß über eine Steuerleitung mit der Stirnfläche verbunden ist. In der gezeigten Grundposition der Vorsteuerventile 14, 16 ist ein Eingangsanschluß über eine Steuerleitung 26 zu einem Tankanschluß T₀ der Ventil­ anordnung geführt. Das heißt, im stromlosen Zustand der Vor­ steuerventile steht kein Druck an den Stirnflächen des Steuerkolbens an, so daß dieser aufgrund der Vorspannung zweier Neutralfedern in eine Neutralstellung 0 vorgespannt ist. Ein zweiter Eingangsanschluß jedes Vorsteuerventils 14, 16 ist über eine Drucksteuerleitung 28 mit einem Druck­ anschluß P₁ der Ventilanordnung verbunden, an der ein Steu­ erdruck anliegt und der von der nicht gezeigten Priori­ tätsschaltung abgegeben wird. Der am Druckanschluß P₁ an­ liegende Druck kann ein Niederdruck von etwa 20 bar sein, es sind jedoch auch Varianten vorgesehen, bei denen der Aus­ gangsdruck einer Pumpe am Anschluß 31 anliegt.

Bei Ansteuerung des Vorsteuerventils 14 mit einem Stromsi­ gnal wird ein entsprechender Vorsteuerdruck zur in Fig. 2 unteren Stirnfläche des Vorsteuerkolbens geleitet, so daß dieser in Richtung zu seiner mit b gekennzeichneten End­ stellung bewegt wird. Der Ausgangsdruck des Vorsteuerventils 14 variiert proportional zum Stromsignal zwischen 0 und ca. 18 bar (unabhängig vom Versorgungsdruck der Vorsteuerventile). Dabei wird die Verbindung des Pumpenanschlusses P′ mit den Anschlüssen B und C aufgesteuert, so daß die Pumpenleitung 18 mit der Ar­ beitsleitung 22 verbunden ist. Über den Anschluß C der Steuerleitung 24 wird der Lastdruck zum Eingang des Wech­ selventils 25 geführt, über das der Lastdruck zum Druck- Förderstromregler der Regelpumpe geführt wird, der den Druckabfall über die Steuerkante des Steuerventils 12 kon­ stant hält.

Bei Ansteuerung des Vorsteuerventils 16 wird der entste­ hende Vorsteuerdruck auf die obere Stirnfläche (Fig. 2) des Steuerkolbens gelegt, so daß dieser hin zu seiner Endstel­ lung a bewegt wird und dadurch die Verbindung der Arbeits­ leitung 22 mit dem Tank aufgesteuert wird. Des weiteren wird auch die Verbindung der beiden Anschlüsse A und S auf­ gesteuert, so daß am Anschluß A ein Steuerdruck anliegt, der dem Druck am Anschluß P₁ entspricht, der über eine Steuerleitung 29 zum Anschluß S geführt ist.

Der Ausgangsanschluß Z1 der ersten Ventilscheibe 8 ist mit einer Zuführleitung 30 verbunden, in der ein entriegelbares Rückschlagventil 32 angeordnet ist. Die Zuführleitung 30 ist über eine im folgenden noch näher beschriebene Schal­ tung der zweiten Ventilscheibe 10 mit der Arbeitsleitung 22 verbindbar.

Die Entriegelung des Rückschlagventils 32 erfolgt über eine Entriegelungsleitung 34, die über eine Düse 36 mit dem An­ schluß A des Steuerventils 12 verbunden ist. Von der Entriegelungsleitung 34 zweigt eine zur Tankleitung 20 füh­ rende Zweigleitung 38 ab, in der eine weitere Düse 40 ange­ ordnet ist, so daß der zur Entriegelung erforderliche Steu­ erdruck praktisch zwischen den beiden Düsen 36 und 40 abge­ griffen wird.

Die Arbeitsleitung 22 ist zum Anschluß eines vorgesteuerten 4/2-Wegeventils geführt, das in seiner federvorgespannten Neutralstellung die Arbeitsleitung 22 mit der Zuführleitung 30 verbindet.

Der weitere Ausgangsanschluß Z2 der zweiten Ventilscheibe 10 ist in der Neutralstellung des Schaltventils 42 über ei­ ne Rückführleitung 44 mit einer Entlastungsleitung 46 ver­ bunden, die ihrerseits in die Tankleitung 20 mündet.

Die Ansteuerung des Schaltventils 42 erfolgt über ein elek­ trisch betätigtes Vorsteuerschaltventil 48, das in seinem stromlosen Zustand die Steuerfläche des Schaltventils 42 über eine Verbindungsleitung 50 mit der Steuerleitung 26 und damit mit dem Tankanschluß T₀ verbindet, so daß die Steuerleitung 52 drucklos ist.

Bei Ansteuerung des Vorsteuerschaltventils 48 wird dieses gegen die Federvorspannung in seine Schaltstellung ge­ bracht, in der die Steuerleitung 52 über eine Drucksteuer­ leitung 54 mit der Drucksteuerleitung 28 und damit mit dem Steueranschluß P₁ verbunden ist. In diesem Fall wird ein Steuerdruck an die Steuerseite des Schaltventils 42 ge­ führt, so daß dieses aus der gezeigten Neutral-Position in seine Schaltstellung gebracht wird, in der die Arbeitslei­ tung 22 mit der Rückführleitung 44 und die Zuführleitung 30 mit der Entlastungsleitung 46 verbunden sind. Der Druck an der Steuerseite des Schaltventils 43 ist über eine Verbin­ dungsleitung 56 zu einem Anschlußknoten zwischen dem An­ schluß A und der Düse 36 geführt, wobei in der Verbindungs­ leitung 56 ein Rückschlagventil 59 angeordnet ist, das eine Strömung von Steueröl vom Anschluß A hin zur Steuerseite des Schaltventils 42 verhindert.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante ist noch ein wei­ terer Arbeitsanschluß A an der zweiten Ventilscheibe 10 vorgesehen, der über ein elektrisch betätigbares Wegeventil 57 und eine Versorgungsleitung 58 mit der Pumpenleitung 18 verbindbar ist. In seiner Neutralstellung, das heißt im stromlosen Zustand, ist die Verbindung der Versorgungs­ leitung 58 mit dem Anschluß A unterbrochen und der andere Eingang des Wechselventils 25 über eine Lastdruckmelde­ leitung 60 und eine Steuerleitung 62 mit der Tankleitung 20 verbunden, so daß auch über das Wegeventil 57 kein Druck an der Lastmeldeleitung (X_EHR) anliegt. Bei Ansteuerung des Wegeventils 57 wird dieses in seine Schaltstellung ge­ bracht, in der die Versorgungsleitung 58 mit dem Anschluß A verbunden ist, so daß der weitere Verbraucher mit Hydrau­ likfluid versorgt wird. Gleichzeitig wird die Steuerleitung 42 abgesperrt und die Lastdruckmeldeleitung 60 über die Versorgungsleitung 58 mit dem Anschluß A verbunden, so daß der Lastdruck zum Wechselventil 25 geführt wird und eine entsprechende Ansteuerung der Regelpumpe erfolgt.

Die in Fig. 2 dargestellte zweite Ventilscheibe 10 hat des weiteren einen Tankanschluß T, der ebenfalls mit der Tank­ leitung 20 verbunden ist.

Selbstverständlich sind auch andere Variationen der Ventil­ scheibe 10 möglich, wobei beispielsweise ein weiterer Ar­ beitsanschluß vorgesehen sein kann, der über eine geeignete Ventileinrichtung der Ventilscheibe 10 ansteuerbar ist.

Über das Wechselventil 25 werden die Lastdrücke in der Ar­ beitsleitung 22 und in der Versorgungsleitung 58 miteinan­ der verglichen und das resultierende Signal an die Regel­ pumpe weitergeleitet, so daß jederzeit eine hinreichende Versorgung des doppeltwirkenden Arbeitszylinders 1 und des weiteren Verbrauchers gewährleistet ist.

In der gezeigten Grundposition sind beide Vorsteuerventile 14, 16 im stromlosen Zustand, so daß der Steuerkolben des Steuerventils 12 sich in seiner Neutralstellung 0 befindet, in der die Lastmeldeleitung mit dem Tank T verbunden ist und der Regelpumpe kein Druck- und Volumenstrombedarf ge­ meldet ist.

Des weiteren ist in der gezeigten Grundposition der Ventil­ anordnung das Schaltventil 42 ebenfalls durch die Federvor­ spannung in seine Grundstellung vorgespannt, in der der kolbenstangenseitige Zylinderraum (Anschluß Z2) über die Rückführleitung 44 mit dem Tank T und die Arbeitsleitung 22 mit der Zuführleitung 30 verbunden sind. Das hydraulisch entsperrbare Rückschlagventil 32 verhindert ein Absenken der Last in der Neutralstellung der Ventilanordnung.

In Umkehrung der Zylinderraumanordnung kann der Anschluß Z1 auch mit dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum und der Anschluß Z2 mit dem anderen Zylinderraum verbunden sein, so daß die Kolbenstange bei der Abstützung der Last je nach Zylinderraumanordnung auf Zug oder Druck belastet ist - beide Versionen werden bei Schleppern eingesetzt.

Zum Anheben der Last wird das Vorsteuerventil 14 durch ein Stromsignal angesteuert, während das Schaltventil 42 in seiner gezeigten Neutralstellung verbleibt. Dadurch wird die Verbindung der Pumpenleitung 18 mit der Arbeitsleitung 22 aufgesteuert, so daß Hydraulikfluid über das Schaltven­ til 42, die Zuführleitung 30 und das Rückschlagventil 32 zum Anschluß Z1 und damit zum entsprechenden Zylinderraum des Arbeitszylinders 1 geführt wird - der Kolben des Zylin­ ders 1 fährt aus. Dabei ist der kolbenstangenseitige Zylin­ derraum weiterhin mit dem Tankanschluß T verbunden, so daß das Hydraulikfluid sehr schnell verdrängt werden kann.

Dieser Betriebszustand entspricht praktisch der Heben-Funk­ tion eines Krafthebers, die beispielsweise beim Pflügen An­ wendung findet, in der lediglich eine Kraft zum Ausheben des Pfluges aufgebracht werden muß, während das Absenken (Hineinziehen) des Pfluges aufgrund der Reaktionskräfte von selbst erfolgt (passives Senken).

Zum aktiven Absenken des Zylinderkolbens wird das Vor­ steuerschaltventil 48 angesteuert, so daß der entstehende Vorsteuerdruck auf die Stirnfläche des Kolbens des Schalt­ ventils 42 gelegt wird und dieses gegen Federvorspannung in seine Schaltstellung gebracht wird, in der die Arbeits­ leitung 22 mit der Rückführleitung 44 und die Zuführleitung 30 mit der Entlastungsleitung 46 verbunden sind. Der Steu­ erdruck an der Stirnfläche des Steuerkolbens des Schaltven­ tils 42 wird über die Verbindungsleitung 56, die Düse 36 und die Entriegelungsleitung 34 zum Rückschlagventil 32 ge­ führt, so daß dieses entriegelt wird und das Hydraulikfluid aus dem in Fig. 2 linken Zylinderraum über den Anschluß Z1, das Rückschlagventil 32, das Schaltventil 42 und die Entla­ stungsleitung 46 in den Tank T abströmen kann. Dieser Be­ triebszustand entspricht der aktiven Senken- oder Drücken- Funktion, in der der Zylinderkolben zurückbewegt wird. Die­ ser Zustand ist für drückende Werkzeuge, beispielsweise Packer erforderlich.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, wird bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform über die Ablaufkante des Steuerventils 12 die Zufuhr des Hydraulikfluids zu ei­ nem der Zylinderräume geregelt, während der andere "nicht benötigte" Zylinderraum immer mit vollem Öffnungsquer­ schnitt mit dem Tank verbunden ist, so daß eine schnellst­ mögliche Entlastung gewährleistet ist.

Bei Ansteuerung des Vorsteuerventils 16 wird der Steuerkol­ ben des Steuerventils 12 aus einer Neutralstellung 0 hin zur Endstellung a bewegt, so daß die Verbindung der Ar­ beitsleitung 22 mit dem Tank T aufgesteuert wird. In der gezeigten Neutralstellung des Schaltventils 42 wird der kolbenstangenseitige Zylinderraum direkt über das Schalt­ ventil 42 mit dem Tank T verbunden, während die Rückströ­ mung des Hydraulikfluids aus dem anderen Zylinderraum über das Steuerventil 12 erfolgt. Dieser Zustand entspricht der Schwimmstellung, wenn das Vorsteuerventil 16 100% ange­ steuert wird. Bei der Ansteuerung des Vorsteuerventils 16 wird auch die Verbindung der beiden Steueranschlüsse S und A aufgesteuert, so daß der Druck am Anschluß P₁ über die Steuerleitung 29, die Düse 36 und die Entriegelungsleitung 34 hin zum Rückschlagventil 32 geführt wird, so daß dieses entriegelt wird. Dadurch wird die Rückströmung des Hydrau­ likfluids aus dem entsprechenden Zylinderraum über das Schaltventil 42, die Arbeitsleitung 22, das Schaltventil 12 und die Tankleitung 20 hin zum Tank T ermöglicht.

Gleichzeitig ist auch die Steuerleitung 24 mit dem Tank T verbunden, so daß die Lastmeldeleitung an den Tank gelegt ist und ein entsprechendes Signal an die Regelpumpe abgege­ ben wird.

In diesem Betriebszustand wird somit die Rückströmung des Hydraulikfluids aus dem an den Anschluß Z1 angeschlossenen Zylinderraum geregelt, während die Rückströmung des kolben­ stangenseitigen Zylinderraums 42 schnellstmöglich erfolgt. Durch Umschalten des Schaltventils 42 läßt sich in umge­ kehrter Weise die Rückströmung des Hydraulikfluids aus dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum regeln, während der an­ dere Zylinderraum voll auf den Tank T geschaltet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Ventilanord­ nung wird gewährleistet, daß die Hydraulikfluidzufuhr in einem Zylinderraum in der erforderlichen Weise geregelt wird, während die andere, "nicht benötigte" Seite des Ar­ beitszylinders auf den Tank geschaltet ist.

Der weitere Verbraucher läßt sich durch entsprechende An­ steuerung des Wegeventils 57 unabhängig von den vorstehen­ den Funktionen ansteuern. Da die Ansteuerung dieses weite­ ren Verbrauchers von untergeordneter Bedeutung für die Er­ findung ist, kann auf eine weitergehende Beschreibung ver­ zichtet werden. Wie bereits vorstehend erwähnt, kann eine dritte Ventilscheibe angeschlossen werden, deren Aufbau demjenigen der Ventilscheibe 8 entspricht, und über die ein weiterer einfachwirkender Hydraulikzylinder ansteuerbar ist.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Seitenansicht und eine Drauf­ sicht auf die beiden Ventilscheiben 8, 10 dargestellt, die die in Fig. 2 dargestellte Schaltung enthalten. Demgemäß sind die beiden Ventilscheiben 8, 10 miteinander ver­ schraubt. Die Ventilscheibe 8 enthält den Tankanschluß T, den Pumpenanschluß P, den Anschluß für die Lastdruckmelde­ leitung X_EHR, den Steuerdruckanschluß P₁, den Tankanschluß T₀, über den die Steuerleitungen mit dem Tank T verbindbar sind und den Ausgangsanschluß Z1, der mit dem in Fig. 2 linken Zylinderraum verbunden ist.

Die zweite Ventilscheibe 10 enthält den Ausgangsanschluß Z2, an den der kolbenstangenseitige Zylinderraum ange­ schlossen ist, den weiteren Tankanschluß T und den weiteren Arbeitsanschluß A.

Mit den Bezugszeichen 64, 60 sind die Anschlüsse der in der Schaltung verwendeten Vorsteuerventile bezeichnet, während mit Bezugszeichen 68 der Anschluß eines direkt betätigten Ventils bezeichnet ist. Die Ventilscheibenbauweise ermög­ licht es, daß durch Kombination einiger Grundbauarten der Ventilscheiben im Baukastensystem Zentralhydraulikventile zusammengestellt werden können, die vielfältigen Anforde­ rungen genügen. Die erfindungsgemäße Schaltung läßt sich auch als Rohrleitungseinbauventil realisieren.

Claims (9)

1. Ventilanordnung zur Ansteuerung eines hydraulischen Verbrauchers mit zwei Wirkrichtungen, insbesondere ei­ nes doppeltwirkenden Zylinders (1), mit einer Neutral­ stellung (0), in der die Verbindung zum und vom Ver­ braucher (1) unterbrochen ist, einer Stellung in der eine Zuführleitung (30) des Verbrauchers (1) mit einer Pumpe und eine Rückführleitung (44) mit einem Tank (T) verbunden sind und einer Stellung, in der die Rückführ­ leitung (44) mit der Pumpe und die Zuführleitung (30) mit dem Tank (T) verbunden sind und mit einer Schwimm­ stellung (a), in der die Rückführ- und Zuführleitung (44, 30) mit dem Tank (T) verbunden sind, gekennzeich­ net durch ein Steuerventil, vorzugsweise ein Proportionalventil (12), über das eine Arbeitsleitung (22) mit einer Pum­ penleitung (18) oder mit dem Tank (T) verbindbar ist und durch ein in der Arbeitsleitung (22) angeordnetes Ventil (42), über das wahlweise die Zuführleitung (30) oder die Abführleitung (44) mit der Arbeitsleitung (22) oder einer Tankleitung (20) verbindbar sind.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Verbraucher ein doppeltwirkender Zylinder (1) ist und in der Zuführleitung (30) ein entsperrbares Rückschlagventil (32) vorgesehen ist, das über das Ven­ til (42) mit dem Steuerventil (12) oder mit dem Tank (T) verbindbar ist.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuerventil ein stetig verstellbares Wegeventil (12) mit zwei Endstellungen ist, in denen

• (a) die Arbeitsleitung (22) mit dem Tank (T) bzw.
• (b) die Arbeitsleitung (22) mit der Pumpe verbindbar ist und
• (c) mit einer Neutralstellung, in der Arbeitsleitung (22) zum Tank (T) und zur Pumpe hin abgesperrt ist.

4. Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Steuerventil ein elektrohydraulisch vorge­ steuertes Ventil (12, 14, 16) ist.

5. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (42) ein, vorzugsweise elektrohydraulisch vorgesteuertes, Schalt­ ventil (42) ist, dessen Steuerleitung (52) über ein Rückschlagventil (59) mit einem Ausgangsanschluß (A) des Steuerventils (12) verbunden ist.

6. Ventilanordnung nach Anspruch 4 und 5, gekennzeichnet durch eine Ventilscheibenbauweise, wobei das elektrohy­ draulisch vorgesteuerte Proportionalventil (12, 14, 16) mit einem Ausgangsanschluß (Z1) in einer ersten Ventil­ scheibe (8) und das Schaltventil (42) mit dem anderen Ausgangsanschluß (Z2) in einer zweiten Ventilscheibe (10) angeordnet sind.

7. Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die zweite Ventilscheibe (10) zumindest einen weiteren Arbeitsanschluß (A) hat, der über ein Ventil (57) mit der Pumpenleitung (18) verbindbar ist.

8. Ventilanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß in der zweiten Ventilscheibe ein Arbeitsan­ schluß (A) und ein Tankanschluß (T) vorgesehen sind.

9. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ge­ kennzeichnet durch eine dritte Ventilscheibe, in der ein einfach wirkendes elektrohydraulisches Ventil zur Ansteuerung eines weiteren einfach wirkenden Zylinders vorgesehen ist.