DE2719585A1 - Hydraulic system for load lifting and lowering - has direction control and restrictor valve and by=pass preventing motor cavitation - Google Patents
Hydraulic system for load lifting and lowering - has direction control and restrictor valve and by=pass preventing motor cavitationInfo
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Abstract
Description
Hydraulisches Steuersystem zum Bewegen einer LastHydraulic control system for moving a load
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches System zum Bewegen einer Last, speziell zum Heben und Absenken von Gewichtsbelastungen, mit einem hydraulischen Motor, der an die Last angekuppelt werden kann, die bewegt werden soll, und der zwei Druckmittelöffnungen aufweist, die wahlweise an eine Druckmittelpumpe und an einen Druckmittelbehälter über ein Richtungssteuerventil angeschlossen werden können, das die Richtung und auch die Menge des dem Motor zugeführten Druckmittels steuert.The invention relates to a hydraulic system for moving a Load, especially for lifting and lowering weight loads, with a hydraulic Motor that can be coupled to the load to be moved and the has two pressure medium openings, which can optionally be connected to a pressure medium pump and to a pressure medium tank can be connected via a directional control valve, which controls the direction and also the amount of pressure medium supplied to the motor.
Der hydraulische Motor in einem hydraulischen System dieser Art kann eine Zylinder-Kolben-Anordnung für Linearbewegung oder ein drehender Motor sein, z.B. ein Axialkolbenmotor oder ein Radialkolbenmotor, was jeweils vom Einsatzzweck abhängt. In jedem Fall ist, wenn eine Last angehoben oder abgesenkt werden soll, ein Druckmitteldruck abhängig vom Gewicht der Last, dem sogenannten Lastdruck, an der einen Druckmittelöffnung des Motors vorhanden, weshalb diese Druckmittelöffnung des Motors häufig als die "Druckseite" bezeichnet wird, während ein von der Last unabhängiger Druckmitteldruck an der anderen Druckmittelöffnung des Motors auftritt, weshalb diese Seite des Motors häufig "Saugseite" genannt ist.The hydraulic motor in a hydraulic system of this type can be a cylinder-piston arrangement for linear movement or a rotating motor, e.g. an axial piston motor or a radial piston motor, depending on the application depends. In any case, when a load is to be raised or lowered, a pressure medium pressure dependent on the weight of the load, the so-called load pressure the one pressure medium opening of the motor is available, which is why this pressure medium opening of the engine is often referred to as the "pressure side" while one of the load independent pressure medium pressure occurs at the other pressure medium opening of the motor, which is why this side of the engine is often called the "suction side".
Auchdas Richtungsventil, das zum Steuern der Richtung und der Menge des Druckmittestroms eingesetzt wird, kann in einem hydraulischen System dieser Art auf unterschiedliche Weise gestaltet sein. So kann es mechanisch, z.B. mit Hilfe eines Handsteuerhebels, oder pneumatisch oder hydraulisch betätigt werden. In jedem Fall aber hat das Ventil eine Leerlauf- oder Mittelstellung, die es dann einnimmt, wenn kein Einfluß auf es genommen wird, und in welcher es kein Druckmittel zum oder vom Hydraulikmotor fließen läßt, der dann folglich in seiner Stellung verharrt, in der er außerdem noch durch eine Bremse festgesetzt sein kann, um jede unerwünschte Bewegung aufgrund von Leckausflüssen aus dem Motor zu vermeiden. Das Richtungsventil kann von üblicher Art sein mit einer sogenannten offenen Mittelstellung, bei der der gesamte Druckmittelstrom von der Pumpe, die in diesem Fall eine Konstantförderpumpe sein kann, über einen Bypass im Ventil zum Druckmitteltank zurückfließt, wenn sich das Ventil in nicht betätigter Mittelstellung befindet. Als Ventil kann aber auch ein sogenanntes lastspürendes Richtungsventil verwendet werden, bei dem der vorhandene Belastungsdruck zwischen der Druckseite des Motors und dem Richtungsventil abgefühlt wird, wenn das Ventil in der einen oder in der anderen Richtung aus der Mittelstellung herausbewegt wird, um den Motor in der einen oder anderen Richtung zu verstellen und damit die Last anzuheben oder abzusenken, und das so erhaltene Drucksignal wird für die Steuerung einer Druckregelung an der Druckmittelpumpe mit variabler Fördermenge oder zum Steuern eines druckabhängigen Bypassventils verwendet, das eine variable Menge des Druckmittelstroms von einer Pumpe mit konstanter Fördermenge abströmen läßt. Aus seiner nicht betätigten Mittelstellung kann das Richtungsventil in der einen oder anderen Richtung zum Anheben oder Absenken der Belastung verstellt werden, wodurch zum Anheben der Last das Ventil die Pumpe mit der Druckseite des Motors und seine Saugseite mit dem Druckmitteltank in Verbindung bringt, während zum Absenken der Last das Ventil die Druckseite des Motors mit dem Tank verbindet und die Saugseite mit der Pumpe in Verbindung gebracht wird. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Motors und damit die der Last wird dabei bestimmt durch die Strömungsmenge zur bzw. von der Druckseite des Motors, wobei diese Strömungsmenge wiederum durch den Strömungsquerschnitt im Richtungsventil festgelegt ist, d.h. durch die Größe der Verstellung der Ventilspindel aus der Mittelstellung und durch den Druckabfall am Ventil bei diesem Druckmittelstrom.Also the directional valve, which is used to control the direction and the amount of the pressure medium flow is used, this can in a hydraulic system Kind of be designed in different ways. So it can be done mechanically, e.g. with help a hand control lever, or pneumatically or hydraulically operated. In each If, however, the valve has an idle or mid-position, the it occupies when there is no influence on it, and in which there is no Can flow pressure medium to or from the hydraulic motor, which then consequently in his Remains in a position in which it can also be locked by a brake, to avoid any undesirable movement due to leakage from the motor. The directional valve can be of the usual type with a so-called open center position, in which the entire pressure medium flow from the pump, which in this case is a constant feed pump can be, flows back to the pressure medium tank via a bypass in the valve, if the valve is in the non-actuated middle position. But it can also be used as a valve a so-called load-sensing directional valve can be used in which the existing Load pressure sensed between the pressure side of the motor and the directional valve is when the valve is in one direction or the other from the center position is moved out to adjust the motor in one direction or the other and thus to raise or lower the load, and the pressure signal thus obtained becomes for controlling a pressure regulation on the pressure medium pump with variable delivery rate or used to control a pressure-dependent bypass valve that has a variable Flow off the amount of pressure medium flow from a pump with a constant flow rate leaves. From its non-actuated middle position, the directional valve can be in the one or the other direction to raise or lower the load can be adjusted, whereby to lift the load the valve connects the pump to the pressure side of the motor and brings its suction side into communication with the pressure medium tank while for lowering load the valve on the pressure side of the engine connects to the tank and the suction side is brought into connection with the pump. The speed of movement of the motor and thus that of the load is determined by the flow rate to the or from the pressure side of the engine, this flow rate in turn through the Flow cross-section in the directional valve is determined, i.e. by the size of the Adjustment of the valve spindle from the middle position and due to the pressure drop on the Valve at this pressure medium flow.
Unabhängig von der Gestaltung des Hydraulikmotors und des Richtungsventils in einem Hydrauliksystem der vorstehend beschriebenen Art tritt ein besonderes Problem auf, wenn die Last abgesenkt wird, d.h. wenn das Richtungsventil die Druckseite des Motors mit dem Druckmittelbehälter und die Saugseite mit der Pumpe in Verbindung bringt. In dieser Stellung soll das Druckmittel von der Druckseite des Motors durch das Ventil zum Behälter in einer Menge fließen, die der gewünschten Absenkgeschwindigkeit entspricht, wobei die Strömungsmenge bestimmt wird durch die Verengung dieses Stroms im Ventil, d.h. durch die Verstellung des Ventils, und durch den Druckabfall an dieser Einengung, d.h. auch durch den Belastungsdruck. Zugleich aber muß ein gleich großer Strom von Druckmittel von der Pumpe zur Saugseite des Motors durch eine andere Engstelle im Richtungsventil gefördert werden, da andernfalls eine unvollständige Füllung der Saugseite des Motors einträte mit Unterdruck und Kavitation als Ergebnis. Wenn der Motor ein Zylinder-Kolben-Stellmotor ist, gibt der Unterdruck vornehmlich Anlaß zu Gasblasenbildung im Druckmittel, wodurch Dichtungen beschädigt werden und ungleiche Steuerungseigenschaften das Ergebnis sind. Bei drehenden Hydraulikmotoren hingegen, die in hydraulischen Systemen eingesetzt werden in Verbindung mit Winden und ähnlichen Hebezeugen, verursacht eine unvollständige Füllung der Saugseite des Motors beträchtlich ernstere Schwierigkeiten, da dadurch das Drehmoment, das vom Motor aufgenommen werden kann, um ein Maß reduziert wird, das der Kavitation entspricht.Independent of the design of the hydraulic motor and the directional valve A particular problem arises in a hydraulic system of the type described above on when the load is lowered, i.e. when the directional valve opens the pressure side of the motor with the pressure medium tank and the suction side with the pump in connection brings. In this position, the pressure medium should flow from the pressure side of the motor the valve to the container flow in an amount that the desired rate of descent corresponds, the flow rate being determined by the narrowing of this flow in the valve, i.e. by adjusting the valve, and by the pressure drop this narrowing, i.e. also due to the loading pressure. But at the same time one must be the same large flow of pressure medium from the pump to the suction side of the motor through another Narrow point in the directional valve can be promoted, otherwise an incomplete Filling of the suction side of the engine would result in negative pressure and cavitation. If the engine is a cylinder-piston servomotor, the negative pressure is primarily there Reason for gas bubble formation in the pressure medium, whereby Damaged seals and unequal control characteristics are the result. With rotating hydraulic motors however, which are used in hydraulic systems in connection with winches and similar lifting equipment, causes incomplete filling of the suction side of the Motor considerably more serious difficulties, as it reduces the torque that the Motor can be included, is reduced to an extent that corresponds to the cavitation.
Als Ergebnis davon steigt die Absenkgeschwindigkeit der Last, wodurch der Füllungsgrad der Saugseite des Motors noch weiter verringert wird. Dies führt zu einem beschleunigten Ablauf der Ereignisse und häufig zu einem unkontrollierten Sturz der Last.As a result, the lowering speed of the load increases, whereby the filling level of the suction side of the engine is reduced even further. this leads to an accelerated course of events and often an uncontrolled one Fall of the load.
Um die Gefahr der Kavitation auf der Saugseite des Hydraulikmotors beim Absenken der Last zu vermeiden, sind herkömmliche Hydrauliksysteme dieser Art gewöhnlich mit einem sogenannten Endlagenventil ausgestattet. Dies ist ein hydraulisch betätigtes Drosselventil, das in die Druckmittelverbindung zwischen Druckseite des Motors und Richtungsventil eingefügt ist und das in Offenstellung gestellt wird aufgrund eines auf der Saugseite des Motors auftretenden Druckes. Dieses Drosselventil ist darüberhinaus mit einem Bypassweg versehen, der ein Rückschlagventil enthält, das den Strömungsmittelfluß nur in der Richtung zum Motor hin erlaubt. Wenn also die Last abgesenkt wird, muß der Druckmittelstrom von der Druckseite des Motors zum Behälter durch die Engstelle des Endlagenventils strömen, welches nicht öffnet, bevor der Druck an der Saugseite des Motors einen bestimmten Schwellenwert übersteigt.About the risk of cavitation on the suction side of the hydraulic motor Conventional hydraulic systems of this type are to be avoided when lowering the load usually equipped with a so-called end position valve. This is a hydraulic operated throttle valve, which is in the pressure medium connection between the pressure side of the Motor and directional valve is inserted and is placed in the open position due to a pressure occurring on the suction side of the motor. This throttle valve is also provided with a bypass path that contains a check valve, which allows fluid flow only in the direction towards the engine. If so the load is lowered, the pressure medium flow from the pressure side of the engine flow to the container through the bottleneck of the end position valve, which does not open, before the pressure on the suction side of the engine exceeds a certain threshold value.
Auf diese Weise ist garantiert, daß an der Saugseite des Motors stets ein minimaler positiver Druck herrscht, durch den Kavitation vermieden wird.In this way it is guaranteed that on the suction side of the engine always there is a minimal positive pressure that avoids cavitation.
Ein Endlagenventil hat jedoch wenigstens zwei wesentliche Nachteile. Zum ersten ist beim Absenken einer Last die Steuerung des Motors und damit der Bewegung der Last nicht mehr ausschließlich bestimmt durch die Betätigung des Richtungsventils sondern zu einem wesentlichen Anteil durch den Betrieb des Endlagenventils.However, an end position valve has at least two major disadvantages. First of all, when lowering a load, there is control of the motor and thus the movement the load is no longer exclusively determined by the actuation of the directional valve but to a significant extent through the operation of the end position valve.
Somit sind die günstigen Steuereigenschaften, die im Richtungsventil enthalten sein können, beim Absenken der Last nicht mehr zu erreichen. Zum zweiten kann die Last nicht mit einer höheren Geschwindigkeit abgesenkt werden, als es dem Druckmittelstrom von der Pumpe her entspricht. Dies kann ein erheblicher Mangel sein, wenn z.B. die Pumpe von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, wobei häufig der Wunsch besteht, den Verbrennungsmotor beim Absenken der Last mit geringer Drehzahl laufen zu lassen. Darüberhinaus besteht oft das Bestreben, das Absenken mit einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit durchzuführen, insbesondere bei kleinen Lasten oder mit leerem Lasthaken.Thus the favorable control properties are those in the directional valve may not be reached when lowering the load. Second the load cannot be lowered at a higher speed than that Pressure medium flow from the pump corresponds. This can be a significant deficiency e.g. if the pump is driven by an internal combustion engine, whereby often there is a desire to run the internal combustion engine at low speed when lowering the load to run. In addition, there is often an effort to reduce the lowering with a perform comparatively high speed, especially with small loads or with an empty load hook.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, das eingangs beschriebene hydraulische System so zu verbessern, daß die erforderliche Sicherheit gegen Kavitation beim Absenken der Last vorhanden ist, die vorstehend aufgezählten Nachteile bei einem zu diesem Zweck mit Endanschlagventilen ausgestatteten System jedoch nicht auftreten. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Hauptanspruchs.The object of the invention is therefore to provide that described at the outset To improve the hydraulic system so that the necessary security against cavitation is present when lowering the load, the disadvantages listed above a system equipped with end stop valves for this purpose, however, does not appear. This problem is solved with the features of the main claim.
Aufgrund des variablen Drosselventils, das in die Druckmittelverbindung zwischen Richtungsventil und Druckmittelbehälter eingefügt ist, wird erreicht, daß, wenn die Last abgesenkt wird, ein Gegendruck in dieser Verbindungsleitung aufgebaut wird, der proportional dem Druckmittel strom durch das Richtungsventil ist.Due to the variable throttle valve that is in the pressure medium connection is inserted between the directional valve and the pressure medium tank, it is achieved that, when the load is lowered, a counterpressure builds up in this connection line is proportional to the pressure medium flow through the directional valve.
Außerdem wird ein Teil des Druckmittelstroms von der Druckseite des Motors zum Behälter zur Saugseite hin abgeleitet, wodurch hinreichend Druck an der Saugseite des Motors aufrechterhalten wird, so daß keine Kavitation auftreten kann.In addition, part of the pressure medium flow is from the pressure side of the Motor is diverted to the container to the suction side, creating sufficient pressure on the Suction side of the engine is maintained so that no cavitation can occur.
Einige bevorzugte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen des hydraulischen Systems gemäß der Erfindung sind in den Unteransprüchen charakterisiert. Im folgenden wird die Erfindung in ihren Einzelheiten anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung nochmals näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1: ein Schemabild des hydraulischen Systems zum Heben und Senken einer Last mit Hilfe eines drehenden Hydraulikmotors, der über ein hydraulisch betätigtes, die Belastung abfühlendes Richtungsventil gesteuert wird, in einer ersten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2: ein Schemabild des mit Fig. 1 vergleichbaren Hydrauliksystems in einer zweiten Ausführungsform; Fig. 3: das Schemabild eines Hydrauliksystems mit einem Richtungsventil, das mit einem Handstellhebel betätigt wird, als dritte Ausführungsform der Erfindung.Some preferred embodiments and further developments of the hydraulic Systems according to the invention are characterized in the subclaims. Hereinafter the invention in its details based on exemplary embodiments in conjunction explained again in more detail with the drawing. They show: FIG. 1: a schematic diagram of the hydraulic system for lifting and lowering a load with the help of a rotating Hydraulic motor, which is controlled by a hydraulically operated, load sensing Directional valve is controlled, in a first embodiment of the invention; Fig. 2: a schematic diagram of the hydraulic system comparable to FIG. 1 in a second Embodiment; Fig. 3: the schematic diagram of a hydraulic system with a directional valve, which is operated with a hand lever, as a third embodiment of the invention.
In allen Zeichnungsfiguren sind die laststromführenden Druckmittel leitungen ausgezogen und die Steuerdruckmittel-Leitungen gestrichelt dargestellt. Identische oder einander entsprechende Komponenten haben in den verschiedenen Zeichnunge1ieselben Bezugszeichen.In all drawing figures are the pressure medium carrying the load current lines pulled out and the control pressure medium lines shown in dashed lines. Identical or corresponding components have the same in the different drawings Reference number.
Das Hydrauliksystem zum Anheben und Absenken einer Last, das schematisch in einem ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 dargestellt ist, ist mit einem drehenden Hydraulikmotor M versehen, an den eine Last L angekuppelt ist. Der Motor M weist zwei Druckmitteleinlässe 1 und 2 auf. Im Druckmitteleinlaß 1 herrscht ein von der Last abhängiger Druck, der sogenannten Lastdruck, weshalb in der nachfolgenden Beschreibung diese Seite des Motors die Druckseite genannt ist, während an der anderen Druckmittelöffnung 2 ein Druck unabhängig von der Last vorhanden ist, weshalb in der Beschreibung diese Motorseite als Saugseite benannt ist. Um den Motor in der einen oder anderen Drehrichtung zum Heben bzw. Senken der Last zu betätigen, können die beiden Druckmittelöffnungen 1 und 2 wahlweise an eine Druckmittelpumpe P bzw. an einen Druckmittelbehälter T angeschlossen werden, was mit Hilfe eines Richtungsventils V geschieht. Das Richtungsventil V ist wie üblich ein Vierwegeventil mit drei Ventilstellungen, dessen Ventilspindel unbeeinflußt eine Mittel- oder Leerstellung einnimmt, welche in der Zeichnung durch das mittlere Quadrat angedeutet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Richtungsventil V hydraulisch betätigt und zu dem Zweck mit zwei Steuer- oder Stellelementen 3 und 4 versehen, denen über Steuerleitungen 4 und 5 Steuerdruck zugeführt werden kann. Wenn ein Steuerdruck der Stelleinrichtung 3 über die Leitung 5 zugeführt wird, wird das linksliegende Quadrat des symbolisch dargestellten Ventils V in einem der Größe des Steuerdrucks entsprechenden Maß aktiviert, während das rechtsliegende Symbolquadrat des Ventils V bei Zuführung von Steuerdruck über die Leitung 6 zur Stelleinrichtung 4 entsprechend aktiviert wird. Das Richtungsventil V ist außerdem als sogenanntes lastfühlendes Richtungsventil dargestellt, in welchem bei Betätigung des Ventils der herrschende Lastdruck zwischen Ventil und Motor M abgefühlt wird und das Ventil ein Drucksignal erzeugt, das über eine Steuerleitung 7 der Druckmittelpumpe P zu deren Steuerung zugeleitet wird. Folglich kann die Pumpe P z.B. eine Pumpe mit variabler Abgabemenge sein.The hydraulic system for raising and lowering a load, the schematic shown in a first embodiment in Fig. 1 is with a rotating Hydraulic motor M provided to which a load L is coupled. The engine M has two pressure medium inlets 1 and 2. In the pressure medium inlet 1 there is one of the Load-dependent pressure, the so-called load pressure, which is why in the following description this side of the motor is called the pressure side, while on the other pressure medium opening 2 a pressure is present regardless of the load, which is why this is in the description Motor side is named as suction side. To turn the motor in one direction or the other to operate to raise or lower the load, the two pressure medium openings 1 and 2 either to a pressure medium pump P or to a pressure medium tank T connected, which is done with the help of a directional valve V. The directional valve As usual, V is a four-way valve with three valve positions and its valve spindle unaffected takes a middle or empty position, which in the drawing by the middle square is indicated. In the illustrated embodiment is the directional valve V is hydraulically operated and for the purpose with two control or Control elements 3 and 4 are provided, to which control lines 4 and 5 Control pressure can be fed. When a control pressure of the actuating device 3 via the line 5 is supplied, the left-hand square of the symbolically represented valve V is activated to an extent corresponding to the size of the control pressure, while the symbol square of valve V on the right when control pressure is supplied via the Line 6 to control device 4 is activated accordingly. The directional valve V is also shown as a so-called load sensing directional valve in which the prevailing load pressure between valve and motor M when the valve is actuated is sensed and the valve generates a pressure signal via a control line 7 of the pressure medium pump P is fed to its control. Consequently, the pump can P e.g. be a pump with a variable delivery rate.
In der nicht betätigten Mittelstellung oder Leerlaurstellung des Ventils V, das in der Zeichnung dargestellt ist, fließt kein Druckmittel zum Motor oder vom Motor M weg, so daß er stillsteht wie auch die Last L. Um die Last anzuheben wird auf die Steuerleitung 5 ein Steuerdruck gegeben, so daß das linksseitige Symbolquadrat in Betriebstellung kommt. Die Pumpe P ist dadurch mit der Druckseite 1 des Motors M verbunden, während die Saugseite 2 des Motors mit dem Behälter T Verbindung erhält, so daß der Motor nun die Last L mit einer Geschwindigkeit anhebt, die der Strömungsmenge, mit der das Druckmittel zum Motor fließt, entspricht. Die Strömungsmenge ist bestimmt durch das Maß der Verstellung des Richtungsventils V und durch den Druckabfall am Ventil. Zum Absenken der Last wird der Steuerdruck durch die Steuerleitung 6 zur Stelleinrichtung 4 des Ventils V gegeben, so daß das rechtsliegende Symbolquadrat des Ventils in Betriebstellung kommt und die Druckseite 1 des Motors M mit dem Behälter T verbunden wird, während die Saugseite 2 des Motors an die Pumpe P angeschlossen ist. Bis hierher ist das hydraulische System vollkommen herkömmlich. Es stellt sich in einem solchen hydraulischen System die oben genannte Schwierigkeit ein, wenn die Last abgesenkt werden soll, weshalb dafür gesorgt werden muß, daß auf der Saugseite des Motors eine vollständige Füllung erreicht wird, d.h.In the non-actuated middle position or idle position of the valve V, which is shown in the drawing, no pressure medium flows to the engine or away from the motor M so that it stands still, as does the load L. To lift the load a control pressure is applied to the control line 5, so that the symbol square on the left comes into operation. The pump P is thereby connected to the pressure side 1 of the motor M connected, while the suction side 2 of the motor is connected to the tank T, so that the motor now raises the load L at a speed that corresponds to the flow rate, with which the pressure medium flows to the engine, corresponds. The flow rate is determined by the amount of adjustment of the directional valve V and by the pressure drop at Valve. To lower the load, the control pressure is increased by the Control line 6 given to the setting device 4 of the valve V, so that the symbol square on the right of the valve comes into operation and the pressure side 1 of the motor M with the container T is connected, while the suction side 2 of the motor is connected to pump P. is. So far the hydraulic system is completely conventional. It turns out in such a hydraulic system the above difficulty a when the load is to be lowered, which is why it must be ensured that on the suction side the engine is completely filled, i.e.
ein ausreichender Druck an der Saugseite des Motors herrscht, so daß keine Kavitation eintritt. Zu dem Zweck ist ein hydraulisch betätigtes Drosselventil 8 vorgesehen, das in die Druckmittelverbindung 9 zwischen dem Richtungsventil V und dem Behälter T eingefügt ist. Außerdem verbindet eine Bypassleitung 10, die parallel zum Richtungsventil V liegt, die Saugseite 2 des Motors mit einem Punkt der Leitung 9 zwischen dem Richtungsventil V und dem Drosselventil 8. Diese Bypassleitung 10 enthält ein Rückschlagventil 11, das einen Druckmittelstrom nur zum Motor M hin durchläßt. Das Drosselventil 8 ist federbelastet, so daß es eine vollständig geöffnete Stellung einnimmt, wie sie durch das linke Symbolquadrat dargestellt ist, wenn es unbeeinflußt ist, während zusätzlich eine hydraulische Stelleinrichtung 12 am Drosselventil wirkt, durch die das rechte Symbolquadrat des Ventils 8 eingestellt werden kann, so daß das Ventil die Verbindungsleitung 9 zum Behälter T einschränkt oder drosselt in einem Maße, das dem der Betätigungseinrichtung 12 zugeführten Steuerdruck entspricht. Es ist dies derselbe Steuerdruck wie der Steuerdruck in der Leitung 6 zur Betätigung der Stelleinrichtung 4 des Richtungsventils V.there is sufficient pressure on the suction side of the motor so that no cavitation occurs. For this purpose there is a hydraulically operated throttle valve 8 is provided, which is in the pressure medium connection 9 between the directional valve V and the container T is inserted. In addition, a bypass line 10 connects the parallel to the directional valve V, the suction side 2 of the motor with a point the line 9 between the directional valve V and the throttle valve 8. This bypass line 10 contains a non-return valve 11, which a pressure medium flow only to the motor M back lets through. The throttle valve 8 is spring-loaded so that it is fully open Assumes position as shown by the left symbol square when it is unaffected, while in addition a hydraulic adjusting device 12 on the throttle valve acts through which the right symbol square of valve 8 can be set, so that the valve restricts the connecting line 9 to the container T or throttles to an extent that corresponds to the control pressure supplied to the actuating device 12. This is the same control pressure as the control pressure in line 6 for actuation the setting device 4 of the directional valve V.
Für das Anheben der Last, d.h. wenn das linke Symbolquadrat des s Richtungsventils V in Petriebstellung gebracht ist, erhält das Drosselventil 8 keinen Steuerdruck, bleibt also in vollständig und geöffneter Stellung beeinflußt dann in keiner Weise den Betrieb des hydraulischen Systems. Beim Absenken der Last hingegen wird der Stelleinrichtung 12 des Drosselventils 8 der Druck in der Steuerleitung 6 zugeführt wie auch der Stelleinrichtung 4 des Richtungsventils V. Es kommt dann das rechte Symbolquadrat des Richtungsventils V in die Betriebsstellung, wobei die Stellung selbst von der Größe des Steuerdrucks abhängig ist, und gleichzeitig wird das Drosselventil 8 in einem Maße geschlossen, wie es der Größe des Steuerdruckes entspricht. Der Druckmittelstrom von der Pumpe P geht durch das Richtungsventil V zur Saugseite 2 des Motors M. Der Rückstrom des Druckmittels von der Druckseite 1 des Motors zum Behälter T und damit die Geschwindigkeit des Motors wird zur Hauptsache durch die Verengung im Richtungsventil V bestimmt. Da das Drosselventil 8 synchron und proportional zur Verstellung des Richtungsventils V verstellt wird, d.h. je mehr das Richtungsventil V geöffnet ist, um so stärker ist das Drosselventil 8 geschlossen, baut sich ein Gegendruck in der Leitung 9 zwischen dem Richtungsventil V und dem Drosselventil 8 auf. Uber die Bypassleitung 10 und das Rückschlagventil 11 kann dieser Gegendruck an der Saugseite 2 des Motors M aufrechterhalten werden, indem der gesamte Druckmittelstrom vor der Druckseite 1 des Motors durch das Richtungsventil V nicht an den Behälter T abgegeben wird sondern ein bestimmter Anteil zur Saugseite 2 des Motors durch die Bypassleitung 10 und das Rückschlagventil 11 zurückströmt zusammen mit dem Druckmittelstrom, den die Pumpe P der Saugseite 2 über das Richtungsventil V zuführt. Somit ist der Druck an der Saugseite 2 des Motors bestimmt durch das Drosselventil 8 und wird ansteigend umso höher, je stärker die Absenkgeschwindigkeit der Last ansteigt, d.h. je stärker das Richtungsventil V geöffnet wird, was in Ubereinstimmung ist mit den Erfordernissen für einen einwandfreien Betrieb des Hydraulikmotors.For lifting the load, i.e. when the left symbol square of the s Direction valve V is brought into the operating position, the throttle valve 8 does not receive any Control pressure, so remains in full and open position then influenced in no way interferes with the operation of the hydraulic system. When lowering the load, however the adjusting device 12 of the throttle valve 8, the pressure in the control line 6 as well as the adjusting device 4 of the directional valve V. It then comes the right symbol square of the directional valve V in the operating position, where the Position itself depends on the size of the control pressure, and is at the same time the throttle valve 8 is closed to the extent that it is the size of the control pressure is equivalent to. The pressure medium flow from the pump P goes through the directional valve V to the suction side 2 of the motor M. The return flow of the pressure medium from the pressure side 1 of the motor to the tank T and therefore the speed of the motor becomes the main thing determined by the constriction in the directional valve V. Since the throttle valve 8 synchronously and is adjusted proportionally to the adjustment of the directional valve V, i.e. depending the more the directional valve V is open, the more the throttle valve 8 is closed, A counter pressure builds up in the line 9 between the directional valve V and the Throttle valve 8 on. Via the bypass line 10 and the check valve 11 can this back pressure on the suction side 2 of the motor M can be maintained by the entire pressure medium flow upstream of the pressure side 1 of the motor through the directional valve V is not delivered to the container T but a certain proportion to the suction side 2 of the motor through the bypass line 10 and the check valve 11 flows back together with the pressure medium flow that the pump P of the suction side 2 via the directional valve V feeds. Thus, the pressure on the suction side 2 of the engine is determined by the Throttle valve 8 and becomes higher the higher the lowering speed the load increases, i.e. the more the directional valve V is opened, which is in agreement is with the requirements for proper operation of the hydraulic motor.
Die Sicherheit gegen Kavitation beim Absenken der Last kann zusätzlich noch dadurch verstärkt werden, daß gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung das in Verbindung mit Fig. 1 beschriebene Grundsystem eine Ergänzung gemäß Fig. 2 erhält. Danach wird beim Absenken der Last der Steuerdruck in der Steuerleitung 6 wie bereits bisher unmittelbar der Stelleinrichtung 12 des Drosselventils 8 zugeleitet, nicht jedoch unmittelbar zur Stelleinrichtung 4 des Richtungsventils V sondern zunächst durch ein zusätzliches Drosselventil 13. Dieses Drosselventil 13 wird in seiner einen Richtung entsprechend der Einstellung des linken Symbolquadrats von einer Feder und einem vom Druck an der Saugseite 2 des Motors M abgeleiteten Steuerdruck gedrückt, während die Verstellung des Ventils in der Gegenrichtung auf die Stellung des rechten Symbolquadrats hin mit Hilfe eines Steuerdrucks erfolgt, der vom Druck in der Steuerleitung 6 abgeleitet wird. Solange der Druck der Saugseite 2 des Motors nicht unter einen bestimmten Wert abfällt, wird das Ventil 13 in der in der Zeichnung dargestellten Lage gehalten.The security against cavitation when lowering the load can also are further strengthened by the fact that, according to a further development of the invention The basic system described in connection with FIG. 1 is supplemented according to FIG. 2. Thereafter, when the load is lowered, the control pressure in the control line 6 becomes the same as before previously fed directly to the actuating device 12 of the throttle valve 8, not but directly to the actuating device 4 of the directional valve V but first by an additional throttle valve 13. This throttle valve 13 is in his one direction corresponding to the setting of the left symbol square of one Spring and a control pressure derived from the pressure on the suction side 2 of the motor M pressed while adjusting the valve in the opposite direction to the position of the right symbol square is carried out with the help of a control pressure that is derived from the pressure is derived in the control line 6. As long as the pressure on suction side 2 of the motor does not drop below a certain value, the valve 13 in the drawing shown position held.
Der Steuerdruck in der Leitung 6 kann sich dann ohne Einschränkung zur Stelleinrichtung 4 des Richtungsventils V durchsetzen, das auf diese Weise in der Art betätigt wird, wie bereits in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben. Sinkt dagegen der Druck an der Saugseite 2 des Motors unter diesen Grenzwert ab, dann wird das Drosselventil 13 allmählich in die entgegengesetzte Richtung verschoben, die in ihrer Wirkung dem Symbolquadrat auf der rechten Seite entspricht. Das Ventil 13 drosselt dann mehr und mehr die Zufuhr des Steuerdrucks von der Leitung 6 zur Stelleinrichtung 4 des Richtungsventils V und nimmt diesen Druck unter Umständen gänzlich weg.The control pressure in line 6 can then increase without restriction enforce the adjusting device 4 of the directional valve V, the on this is operated in the manner already described in connection with FIG. If, on the other hand, the pressure on suction side 2 of the motor falls below this limit value, then the throttle valve 13 is gradually shifted in the opposite direction, which in its effect corresponds to the symbol square on the right. The valve 13 then throttles more and more the supply of control pressure from line 6 to Adjusting device 4 of the directional valve V and takes this pressure under certain circumstances completely gone.
Gleichzeitig wird die Leitung, die zur Stelleinrichtung 4 führt, teilweise oder vollständig entleert, so daß dann der reduzierte Steuerdruck an der Stelleinrichtung des Ventils V das Ventil V mehr und mehr schließt. Dies führt zu einem höheren Druck an der Saugseite 2 des Motors M, da das Drosselventil 8 weiterhin vom vollen Steuerdruck der Steuerleitung 6 beaufschlagt wird. Somit wird das Druckgleichgewicht für den Motor aufrechterhalten. Um Schwingungen auszuschließen, sind die Steuerdruckleitungen zum Ventil 13 vorzugsweise mit Drosselstellen 14 und 15 versehen.At the same time, the line leading to the actuator 4 is partially or completely emptied, so that the reduced control pressure on the actuating device of the valve V the valve V closes more and more. This leads to a higher pressure on the suction side 2 of the motor M, since the throttle valve 8 continues to benefit from full control pressure the control line 6 is acted upon. Thus, the pressure equilibrium for the Maintain the engine. In order to exclude vibrations, the control pressure lines are to the valve 13 preferably provided with throttling points 14 and 15.
Die Erfindung kann auch in Verbindung mit einem hydraulischen System eingesetzt werden, das mechanisch betätigt wird, z.B.The invention can also be used in connection with a hydraulic system which is mechanically operated, e.g.
durch einen Stellhebel am Richtungsventil, wie dies in der Fig. 3 gezeigt ist. Darin wird das Richtungsventil V mit Hilfe eines Handstellhebels verstellt. Es wird folglich kein hydraulischer Steuerdruck dem Richtungsventil V zugeführt, um das Anheben oder Absenken der Last zu steuern, welcher Steuerdruck zum Betätigen des Drosselventils 8 verwendet werden könnte. Der notwendige Steuerdruck für das Drosselventil 8 während des Lastabsenkens wird deshalb mit Hilfe eines Druckminderventils 16 erzeugt, das seinen Druck auf der Anströmseite von der Druckseite 1 des Motors M erhält. Das Ventil 16 ist mechanisch mit dem Richtungsventil V derart gekuppelt, daß es von der Spindel des Ventils V betätigt wird wenn diese in der Richtung verstellt ist, wie es dem Lastabsenken entspricht, d.h. wenn das rechte Symbolquadrat des Ventils zur Wirkung gebracht wird. Das Ventil 16 öffnet dann allmählich eine Verbindung von der Druckseite 1 des Motors M zur Stelleinrichtung 12 des Drosselventils 8, was zu einem allmählichen Steuerdruckanstieg am Ventil 8 führt, wodurch der Druckmittelstrom durch das Ventil mehr und mehr gedrosselt wird. Wenn der Druck auf der Anströmseite am Ventil 16 von der Druckseite 1 des Motors M her zu niedrig sein sollte, weil die Last L sehr klein ist, so daß der normale Sekundärdruckbereich des Ventils 16 nicht erreicht wird, hat dies auf die Auswirkung des Drosselventils 8 bei der Erzeugung eines hinreichenden Gegendrucks für den Hydraulikmotor keinen negativen Einfluß. Bei einer kleinen Last und einer vorgegebenen Geschwindigkeit drosselt das Ventil V den Hauptdruckmittelstrom weniger als bei einer schweren Last, weshalb die Pumpe P eine größere Druckmittelmenge zur Saugseite 2 des Motors fördern kann als bei großer Last. Es ist deshalb weniger erforderlich, einen vergleichsweise großen Gegendruck anzuwenden, so daß die Einrichtung einfach gesagt unterschiedlichen Lastbedingungen genügt, wenn sie das Auftreten von Kavitation verhindert. Wenn das Richtungsventil V in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird, damit die Last gehoben wird, bleibt das Druckminderventil 16 unbeeinflußt und damit in seiner Schließstellung, so daß das Drosselventil 8 keinerlei Steuerdruck zugeführt erhält und vollständig offen bleibt, was der gewünschten Arbeitsweise gerecht wird.by an adjusting lever on the directional valve, as shown in FIG. 3 is shown. The directional valve V is adjusted there with the aid of a manual lever. As a result, no hydraulic control pressure is supplied to the directional valve V, to control the raising or lowering of the load, which control pressure to actuate of the throttle valve 8 could be used. The necessary control pressure for the Throttle valve 8 during the load reduction is therefore with the help of a pressure reducing valve 16 generated that its pressure on the upstream side from the pressure side 1 of the engine M receives. The valve 16 is mechanical with the directional valve V such coupled that it is actuated by the spindle of the valve V when this is in the Direction is adjusted, as it corresponds to the load lowering, i.e. when the right Symbol square of the valve is brought into effect. The valve 16 then opens gradually a connection from the pressure side 1 of the motor M to the actuator 12 of the throttle valve 8, which leads to a gradual increase in control pressure at valve 8, whereby the pressure medium flow is throttled more and more by the valve. When the pressure on the upstream side at the valve 16 from the pressure side 1 of the motor M should be too low because the load L is very small, so that the normal secondary pressure range of the valve 16 is not achieved, this has on the effect of the throttle valve 8 in the generation a sufficient back pressure for the hydraulic motor no negative influence. With a small load and a given speed, the valve throttles V the main pressure medium flow less than with a heavy load, which is why the pump P can convey a larger amount of pressure medium to suction side 2 of the engine than at great burden. It is therefore less necessary to have a comparatively large counter pressure apply so that the device simply put different load conditions is sufficient if it prevents cavitation from occurring. When the directional valve V is moved in the opposite direction to lift the load, remains the pressure reducing valve 16 unaffected and thus in its closed position, so that the throttle valve 8 receives no control pressure and is completely open remains what suits the desired way of working.
Es sei bemerkt, daß in einem hydraulischen System mit mechanisch betätigtem Richtungsventil V, wie in Fig. 3 gezeigt, das Drosselventil 8 wahlweise auch mechanisch mit der Spindel des Richtungsventils V verbunden werden kann, so daß es geschlossen ist, wenn das Richtungsventil zum Absenken der Last geöffnet wird. Dadurch würde das Druckminderventil 16 wegfallen. Austraktischen Gründen zieht man jedoch in vielen Fällen vor, ein hydraulisch betätigtes Drosselventil 8 zu verwenden.It should be noted that in a hydraulic system with a mechanically operated Directional valve V, as shown in Fig. 3, the throttle valve 8 optionally also mechanically can be connected to the spindle of the directional valve V so that it is closed is when the directional valve is opened to lower the load. This would the pressure reducing valve 16 can be omitted. For practical reasons, however, one draws in many Cases to use a hydraulically operated throttle valve 8.
In der vorangehenden Beschreibung erfolgt die Darstellung an einem hydraulischen System mit drehendem Hydraulikmotor, einem sogenannten lastempfindlichen Richtungsventil und einer Druckmittelpumpe mit einstellbarer Fördermenge. Es versteht sich jedoch, daß gemäß den Ausführungen am Eingang der Beschreibung die Erfindung auch bei hydraulischen System zum Heben und Absenken einer Last eingesetzt werden kann, bei der andere Arten von Hydraulikmotoren, von Richtungsventilen und von Druckmittelpumpen eingesetzt werden.In the preceding description, the representation takes place on one hydraulic system with rotating hydraulic motor, a so-called load-sensitive Directional valve and a pressure medium pump with adjustable delivery rate. It understands however, that according to the statements at the beginning of the description, the invention can also be used in hydraulic systems for lifting and lowering a load other types of hydraulic motors, directional valves and hydraulic pumps can be used.
Claims (6)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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Also Published As
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