DE29617735U1 - Einrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung und Lasthaltung mehrerer rotatorischer bzw. translatorischer Verbraucher einer mobilhydraulischen Bau- und Arbeitsmaschine - Google Patents

Einrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung und Lasthaltung mehrerer rotatorischer bzw. translatorischer Verbraucher einer mobilhydraulischen Bau- und Arbeitsmaschine

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DE29617735U1 DE29617735U DE29617735U DE29617735U1 DE 29617735 U1 DE29617735 U1 DE 29617735U1 DE 29617735 U DE29617735 U DE 29617735U DE 29617735 U DE29617735 U DE 29617735U DE 29617735 U1 DE29617735 U1 DE 29617735U1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

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Einrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung und
Lasthaltung rotatorischer bzw. translatorischer Verbraucher
einer mobilhydraulischen Bau- und Arbeitsmaschine
Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung und Lasthaltung rotatorischer und/oder translatorischer Verbraucher einer mobilhydraulischen Bau- und Arbeitsmaschine.
Für Steuerschieber, die nach dem Wirkprinzip der lastdruckunabhängigen Durchflußverteilung mit Sekundärdruckwaage arbeiten, gibt es unterschiedliche Anordnungen der Signalerzeugung und -weiterleitung.
Die zur Zeit bekannten Systeme der !astdruckunabhängigen Durchflußverteilung weisen eine funktionale und räumliche Trennung zwischen der Sekundärdruckwaage, die die Funktion der Druckkompensation übernimmt, der Signalerzeugung und -weiterleitung sowie der Lasthaltefunktion auf. Durch die funktionale und räumliche Trennung der Funktionseinheiten steigt die Anzahl der Einzelkomponenten des Systems und somit auch der Kosten-, Montage- und Wartungsaufwand.
Bei Steuerschiebern nach dem Prinzip der lastdruckunabhängigen Durchflußverteilung (LUDV) gibt es unterschiedliche Möglichkeiten des Abgriffes und der Weiterleitung des sogenannten Load-Sensing (LS) -Signals. Einerseits gibt es die Möglichkeit, dieses Signal über ein aufwendiges in die Schiebersektionen integriertes System von Meldeleitungen an den Pumpenregler weiterzuleiten. Andererseits besteht die Möglichkeit, in die Kompensatorkolben weitere Kolben einzubauen, die mit einer relativ schwachen Feder ausgerüstet sind. Die Kompensatorkolben können auch so ausgebildet sein, daß sie über eine Steueröffnung das Load-Sensing-Signal weiterleiten. Die erstgenannte Ausführung ist aufwendig, während die beiden letztgenannten bezüglich der Signalabgabe derart empfindlich sind, daß über die Steuerkanten bei den kleinen Ölströmen ein druckgenaues Weiterleiten des Load-Sensing-Signaies nicht immer gewährleistet ist. Dies bewirkt eine ungenaue Ansteuerung des Pumpenreglers, was sich wiederum negativ auf die Gesamtsteuerung, d.h. die Ansteuerung einzelner oder mehrerer Verbraucher auswirkt.
Die DE-A 34 43 354 betrifft eine Hydraulikanlage, die über eine beispielsweise von einem Dieselmotor angetriebene Pumpe verfügt, die Druckmittel über Wege-Ventile Verbrauchern zuleitet. Der Drehzahlregier der Einspritzpumpe des Dieselmotors wird mit Hilfe eines druckbeaufschlagten Steiizylinders beeinflußt, auf den der zwecks Drehzahianhebung der Brennkraftmaschine erzeugte Druck in einer Steuerleitung einwirkt. Dieser Druck wird im Zusammenwirken
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eines der Wege-Ventile für einen einfach wirkenden Verbraucher und eines Druckregelventils so gesteuert, daß beim Betätigen eines üblichen Wege-Ventils in der Leitung ein konstanter Druck erzeugt wird. Beim Betätigen des anderen Wege-Ventils für den einfach wirkenden Verbraucher kommt eine spezielle Steuerkante zur Wirkung, wodurch ein proportional zur Auslenkung des Steuerschiebers ansteigender Druck in der Leitung erzeugt wird. Dadurch wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine und damit der Pumpe erhöht und so eingestellt, daß die Verbraucher gerade die benötigte Druckmittelmenge erhalten. Auf diese Weise ist ein wirtschaftlicher Betrieb möglich.
Aus der US-A 2,892,312 ist eine hydraulische Anlage für Traktoren bekannt, die mit Arbeitszylindern zum Betreiben von mehreren Arbeitsgeräten ausgerichtet ist, wobei diese Arbeitszylinder von einer Pumpe gespeist werden, deren Förderdruck lastunabhängig gesteuert wird und wobei die Arbeitszylinder unter Verwendung eines Steuerschiebers und eines Steuerventils jeweils separat angesteuert werden.
Einem Linde-Bericht aus „Technik und Wissenschaft" Nr. 63,1969, Seiten 5-8 ist die Beschreibung der Linde-Synchro-Control (LSC) für mobile Hydraulikanwendungen zu entnehmen. Das System arbeitet nach dem Load-Sensing-Prinzip. Es verbessert erheblich die gleichzeitige Betätigung verschiedener Funktionen von Hydrauliksystemen mit offenem Kreislauf. Die Linde-Synchro-Controi (LSC)-Ventile sind einzelne Ventilsektionen. Die geeignete Kombination für verschiedene Maschinen wird dadurch erreicht, daß man die Einzeisektionen auf entsprechende Ventilplatten montiert. Diese Ventilplatten beinhalten lediglich die Verbindungskanäle, wie z.B. den Eingangskanal von der Pumpe, Verbindungskanäle zu und von den Ventilen, die Rückiaufleitung und den Anschluß des Rücklaufs zum Tank. In den Ventilsektionen sind die eigentlichen Funktionselemente untergebracht. Die Ventile selbst sind in Kolbenbauart ausgeführt, haben eine federzentrierte geschlossene Mittelstellung und werden hydraulisch betätigt. Der maximale Kolbenhub ist einstellbar und da das Druckgefälle an den Steuerkanten konstant gehalten wird, bedeutet dies, daß der maximale Ölstrom, der durch das Ventil fließen soll, an den Endanschlägen des Ventils begrenzt werden kann. Eine Druckwaage ist im Innern des Ventilkolbens angeordnet. Die Wechselventile für das LS-Signal befinden sich im Innern der Druckwaagen und bewegen sich mit diesen in den Ventilkolben.
Die EP-B 566 449 betrifft ein hydraulisches Druckkompensationsventil mit: einem Ventilkörper,
einem Schieber, der in dem Körper angeordnet ist, um darin für eine selektive Übertragung eines unter Druck stehenden Hydraulikfluids zu in dem Körper vorgesehenen Arbeitsöffnungen ausgehend von einer Einlaßöffnung für unter Druck stehendes Hydraulikfluid in Längsrichtung verschoben werden zu können,
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einem Fluiddurchlaß in dem Körper, um mit den Arbeitsöffnungen eine Ventilkammer zu verbinden, die mit dem Schieber verbunden und dazu geeignet ist, durch den verschobenen Schieber wahlweise mit der Einlaßöffnung verbunden zu werden, einem Lastermitt!ungs(load sensing)-leitungskanal, der mit einer Höchstdruck-Wahleinrichtung kombiniert ist, um in dem Kanal den ausgewählten Höchstdruck zwischen dem Druck, der in dem Kanal herrscht und dem Druck des unter Druck stehenden Fluids des Ventils aufbauen zu können, und
einer Druckkompensationseinrichtung, die in dem Fluiddurchlaß angeordnet ist und auf die Differenz zwischen dem Fluiddruck im Ventil und dem im Kanal herrschenden Druck anspricht, um in dem unter Druck stehenden Fluid, das in Richtung der Arbeitsöffnungen strömt, ein im wesentlichen festes Druckgefälle zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkompensationseinrichtung mit der Höchstdruck-Wahleinrichtung kombiniert ist, und daß eine Selektiv-Verbindungseinrichtung vorgesehen ist, die dazu geeignet ist, selektiv eine Verbindung zwischen dem Kanal und dem Durchlaß stromauf von der Druckkompensationseinrichtung derart zu erzeugen, daß:
wenn der Druck in dem Kanal größer oder gleich dem Druck des Fluids im Durchlaß stromauf von der Druckkompensationseinrichtung ist, keinerlei Verbindung zwischen dem Durchlaß stromauf von der Druckkompensationseinrichtung und dem Kanal vorhanden ist und der Druck im Kanal seinen Wert beibehält oder auch
wenn der Druck in dem Kanal niedriger als der Druck des Fluids im Durchlaß stromauf von der Druckkompensationseinrichtung ist, eine Verbindung zwischen dem Durchlaß stromauf von der Druckkompensationseinrichtung und dem Kanal aufgebaut wird, und der Druck im Kanal den Druck des Fluids annimmt, der im Durchlaß stromaufwärts von der Druckkompensationseinrichtung herrscht.
Ziel des Neuerungsgegenstandes ist es, die bei den derzeitigen Systemen verwirklichte funktionale Trennung zwischen der Signalerzeugungs-, der Lasthalte- und der Druckkompensationsfunktion durch Reduzierung externer Einzelkomponenten zu optimieren, um somit eine kostengünstige, montagegerechte und störungsunanfällige Konzeption herbeizuführen.
Dieses Ziel wird erreicht mit einer Einrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung und Lasthaltung rotatorischer und/oder translatorischer Verbraucher einer mobil-hydraulischen Bau- und Arbeitsmaschinen mit mindestens einer, insbesondere druckgeregelten Pumpe sowie mindestens einer einen federbelasteten Regelkolben beinhaltenden Sekundärdruckwaage, wobei die die Lasthaltefunktion erzeugenden Bauteile sowie sämtliche Steuerungselemente zur Signalerzeugung, zum Signalvergleich und zur Signalweiterleitung im wesentlichen im Bereich des Regelkolbens vorgesehen sind.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des Neuerungsgegenstandes sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.
Anwendungen finden derart ausgeführte Systeme zur lastdruckunabhängigen Steuerung und Regelung von Verbrauchergeschwindigkeiten bei mobilen Bau- und Arbeitsmaschinen, wie z.B. Bagger, Radlader, Grader oder dgl., bei denen mindestens zwei Verbraucher, z.B. Hydraulikzylinder, eine von den jeweils von außen aufgeprägten Lastdrücken unbeeinflußte Arbeitsbewegung ohne gegenseitige Beeinflussung aufweisen müssen.
Realisiert wird dieses Ziel im vorliegenden Fall durch eine Sekundärdruckwaage mit Lasthaltefunktion, bei der entgegen der Funktion bei konventioneilen Lastkompensatoren mit separater Lasthaltefunktion das lastdruckführende Signal in den verbraucherseitigen Kanälen nicht zur Weiterleitung an den Druckregler der Förderpumpe benutzt wird, da es hierdurch ohne zusätzliche in den Verbraucherkanälen angeordnete Lasthalteventile zu einem ungewollten Absinken der Last infolge der Leckage des Druckreglers der Förderpumpe bzw. des Druckentlastungsventiis der Load-Sensing-Leitung kommt. Dies wird durch die Zielsetzung des Neuerungsgegenstandes dadurch vermieden, daß an den Druckregler der Förderpumpe und die Kompensatoren der jeweils niedriger belasteten Verbraucher ein Drucksignal gemeldet wird, das von der Pumpe selbst erzeugt und aufrechterhalten wird und in seinem Druckniveau jeweils dem !asthöchsten Verbraucherdruck entspricht.
Der Neuerungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 - Steuerungskonzept für drei translatorische Verbraucher Figur 2 - Einzelteildarsteliung einer in Figur 1 dargestellten Sekundärdruckwaage Figur 3 - Öffnungscharakteristik der Ablaufdrossel im Verhältnis zur Zulaufdrossel.
Figur 1 zeigt beispielhaft für drei translatorische Verbraucher 16,17,18 (Hydraulikzylinder) den schematischen Aufbau des neuerungsgemäßen Steuerungskonzeptes. Unter der Annahme, daß zunächst nur Verbraucher 16 betätigt wird, stellt sich das Regel- und Steuerungskonzept wie folgt dar:
Von der Pumpe 1 wird ein Druckniveau im System erzeugt, das um eine vorwählbare Regeldifferenz Api_s über dem Eingangsdrucksignal des Druckreglers 2 der Pumpe 1 liegt. Dieses Druckniveau steht bei geöffneter Zulaufdrossel 7 unter dem Kolbenboden 37 einer ersten Sekundärdruckwaage 75 an.
Bei nicht geöffneter Zulaufdrossel 7 sinkt das Eingangsdruckniveau des Druckreglers 2 in der Leitung 20 über ein Load-Sensing-Bypassventil 3 bis auf Tankdruckniveau &rgr;&tgr; ab.
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• t
• ·
Bei vereinfachender Annahme, daß Pt ~ O bar beträgt, bedeutet dies, daß bei Öffnungsbeginn einer der dargestellten Zulaufdrossein 7,10,13 zunächst ein Druckniveau in Höhe der Regeldruckdifferenz von &rgr; = Apls unter dem jeweiligen Kolbenboden 37,54,71 einer zugehörigen Sekundärdruckwaage 75,76,77 ansteht.
Mit einer entsprechenden Phasenvoreilung zum Öffnungsbeginn der Zulaufdrossel 7 wird eine Ablaufdrossel 9 geöffnet. Dadurch steht das verbraucherseitige Drucksignal pL1 im Ablaufkanal 22 der Sekundärdruckwaage 75 an und pflanzt sich über einen in der Sekundärdruckwaage 75 vorgesehenen Regelkolben 72 verlaufenden Kanal 26, ein Wechselventil 32 und den Kanal 31 bis auf den federbelasteten Kolbenkopf 27 der Sekundärdruckwaage 75 fort.
Durch das verbraucherseitige Drucksignal pi_i, das auf den federbelasteten Kolbenkopf 27 der Sekundärdruckwaage 75 wirkt, wird der Regelkolben 72 auf seinem Ventilsitz 36 gehalten, wodurch kein Leckagestrom aus dem druckführenden verbraucherseitigen Kanal 22 in den Zulaufkanal entweichen kann.
Mit zunehmendem Öffnungsweg des Hauptschieberkolbens 8 öffnet mit entsprechender Phasenverschiebung auch die Zulaufdrossel 7, wodurch der sich zunächst in Höhe der Regeidruckdifferenz ApLS befindende Pumpendruck pp an der Wirkfläche des Kolbenbodens 37 aufbaut. Die Kolbenböden 37,54,71 und die Kolbenköpfe 27,44,61 der Regelkolben 72,73,74 der Sekundärdruckwaagen 75,76,77 sind fiächenausgeglichen.
Über eine Einlaßdüse 21, ein Rückschlagventil 34 und die Kanäle 24 und 25 wird das Drucksignal der Pumpe 1 im Zulaufkanal der Sekundärdruckwaage 75 an den Druckregler 2 der Pumpe 1 weitergeieitet.
Die Pumpe 1 liefert einen Ausgangsdruck pp der gegenüber dem Druckeingangssignal in der Leitung 20 die vorgewählte Regeldifferenz ApLS aufweist.
Erreicht das von der Pumpe 1 erzeugte Drucksignal hinter der Einlaßdüse 21,im Kanal 35, das Verbraucherdruckniveau pLi Im Ablaufkanal 22 der Sekundärdruckwaage 75, dann öffnet ein weiteres Rückschlagventil 23 und gewährleistet somit, daß das Drucksignal im Kanal 35 den Wert des Verbraucherdruckes pLi nicht übersteigt. Dadurch ist sichergestellt, daß das von der Pumpe 1 erzeugte und an den Druckregler 2 der Pumpe 1 und die übrigen Sekundärdruckwaagen 76, 77 weitergeleitete Drucksignal durch das Niveau des jeweiligen Lastdruckes begrenzt wird.
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Der Pumpenausgangsdruck pp in der Leitung 19, der um die vorgewählte Regeldifferenz ApLs über dem Druckeingangssignal des Pumpenreglers 2 und somit um ApLs über dem Lastdrucksignal Pu liegt, steht bei Bewegungsbeginn unter dem Kolbenboden 37 des Regelkolbens 72 der Sekundärdmckwaage 75 an und übertrifft somit die auf die Wirkfläche des Kolbenkopfes wirkende Summe aus Lastdruck pLi und Äquivalenzdruck der Feder Pf1 um den Differenzbetrag ÄPls- PF1.
Der Ventilsitz 36 des Regelkolbens 72 der Sekundärdmckwaage 75 öffent infoige des Drucküberschusses auf der Kolbenbodenfläche 37, wodurch ein Volumenstrom Qvi über die Zulaufdrossel 7, den geöffneten Ventilsitz 36 und eine Ablaufdrossel 9 zum Verbraucher 16, fließt. Der sich hierbei einstellende Volumenstrom Qvi ist durch den veränderbaren Öffnungsquerschnitt Adi der Zulaufdrossel 7 und den hierüber abfallenden Differenzdruck ApLs - Pfi entsprechend nachstehender Gleichung bestimmt.
Qv1 = K °AD1°
Gleichzeitig wird das im Kanal 35 anstehende, auf Verbraucherdruckniveau Pu begrenzte Pumpendmcksignal über das Rückschlagventil 34 die Kanäle 24, 25 und die Leitung 4 an die übrigen Sekundärdruckwaagen 76, 77 weitergeleitet.
Bei der Betätigung eines zweiten Verbrauchers 17 bzw. 18 mit dem Lastdruck pu2 bzw. pL3 können die drei folgenden Failunterscheidungen gemacht werden.
Fall I: Der zuerst betätigte Verbraucher 16 hat einen Lastdruck pu der größer ist, als der des nachfolgend betätigten Verbrauchers 17 mit dem Lastdruck pl2- (Pu > Pl2)·
Durch die Betätigung des Verbrauchers 16 steht in der Druckmeldeleitung 5 der Sekundärdmckwaage 76 das Lastdrucksignal pu an, das über die Kanäie 41, 50, ein Wechselventil 49 und den Kanal 48 auf der Wirkfläche des Regelkolbenkopfes 44 wirksam wird und somit den Ventilsitz 53 des Regelkolbens 73 sicher verschlossen hält. Bei der Betätigung des Verbrauchers 17 wird zunächst die Ablaufdrossel 12 geöffnet, wodurch der Lastdruck pL2 durch den Kanal 43 in der oberen Kammer 46 des Wechselventils 49 wirksam wird. Der größere Lastdruck pLi in der unteren Kammer des Wechselventiis 49 setzt sich jedoch gegenüber dem Lastdruck pL2 durch und wirkt somit weiterhin auf den Kopf 44 des Regelkolbens 73, wodurch über die Zulaufdrossel 10 mit der Fläche AD2 die Druckdifferenz Api_s - pF2wirksam wird und sich der Volumenstrom Qv2 zum Verbraucher 17 wie folgt errechnet.
Qv2 = K · A02 V ApLS - pF2:
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• ·*
Das Differenzdruckgefälle pLi - Pi_2 zwischen dem auf den Kolbenboden 54 wirkenden Pumpendrucksignal pp = pL1 und dem im Verbraucherkanal 39 vorherrschenden Lastdruck pL2 wird an der Steuerkante 79 des Regelkolbens 73 abgebaut.
Fall I!: Der zuerst betätigte Verbraucher 16 hat einen Lastdruck Pli der dem des nachfolgend betätigten Verbrauchers 17 mit dem Lastdruck Pl2 entspricht: (Pu = Pu).
Durch die Betätigung des Verbrauchers 16 steht in der Druckmeldeleitung 5 der Sekundärdruckwaage 76 das Lastdrucksignal Pli an, daß über die Kanäle 41, 50, das Wechselventii 49 und den Kanal 48 auf der Wirkfläche des Regelkolbenkopfes 44 wirksam wird und somit den Ventilsitz 53 des Regelkolbens 73 sicher verschlossen hält.
Bei der Betätigung des Verbrauchers 17 wird zunächst die Ablaufdrossel 12 geöffnet, wodurch der Lastdruck Pl2 durch den Kanal 43 in der oberen Kammer 46 des Wechselventils 49 wirksam wird. Da der Lastdruck Pl2 dem Lastdruck pL1 entspricht, nimmt das Wechselventil 49 eine indifferente Stellung ein, wodurch der Lastdruck pL1 = Pl2 über den Kanal 48 auf den Kopf 44 des Regelkolbens 73 wirkt. Über die Zulaufdrossel 10 wird somit auch in diesem Fall der Differenzdruck Apls - Pf2 wirksam, womit sich der Volumenstrom Qv2 zum Verbraucher 17 wie folgt errechnet:
QV2 = K · Ao2 V APLS - PF2 '
Da bei beiden Verbrauchern 16,17 das gleiche Lastdruckniveau pu = Pl2 vorhanden ist, wird über den Ventilsitz 79 kein Differenzdruck abgebaut.
Fail III: Der zuerst betätigte Verbraucher 1 hat einen Lastdruck Pli der kleiner ist als der des nachfolgend betätigten Verbrauchers 2 mit dem Lastdruck Pl2 (Pli <
Durch die Betätigung des Verbrauchers 16 steht in der Druckmeldeleitung 5 der Sekundärdruckwaage 76 das Lastdrucksigna! Pl1 an, das über die Kanäle 41 und 50, das Wechselventil 49 und den Kanal 48 auf der Wirkfläche des Regelkolbenkopfes 44 wirksam wird und somit den Ventilsitz 53 des Regelkolbens 73 sicher verschlossen hält.
Bei der Betätigung des Hauptschieberkolbens 11 des Verbrauchers 17 wird zunächst die Ablaufdrossel 12 geöffnet, wodurch der Lastdruck Pu2 über den Kanal 43 in der oberen Kammer 46 des Wechselventils 49 wirksam wird. Da voraussetzungsgemäß gilt, daß Pu < Pl2 ist, überwiegt der Lastdruck pL2 in der oberen Kammer des Wechselventils 49 und wirkt über den Kanal 48 auf den Kopf 44 des Regeikolbens 73. Bei weiterem Durchschalten des Hauptschäeberkolbens 11 des Verbrauchers 17 wird die Zulaufdrossel 10 mit dem Querschnitt
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geöffnet. Dadurch wird das von der Pumpe 1 angebotene Druckpotential pu + ApLs unter dem Kolbenboden 54 des Regelkoibens 73 der Druckwaage 76 wirksam. Da die auf den Kolbenkopf 44 wirkende Summe aus aktuellem Lastdruck pL2 und Äquivalenzdruck Pf2 der Feder größer ist, als das von der Pumpe 1 am Kolbenboden 54 wirksam werdende Drucksignal pLi + Api_s, bleibt der Ventilsitz 53 des Regelkolbens 73 zunächst geschlossen.
Durch Öffnen der Zuiaufdrossel 10 wird das Pumpendrucksignal Pu + Api_s über die Düse 38, das Rückschlagventil 51 und die Lastmeldeleitung 41, 42 und 5 an den Pumpenregler 2 weitergeleitet, der daraufhin mit einer Druckerhöhung des Pumpenausgangsdruckes pp in der Leitung 19 reagiert.
Der Druck in der Kammer 52 und in der Lastmeldeleitung 41 kann maximal das Lastdruckniveau Pl2 erreichen, da dies zum Öffnen des Rückschlagventils 40 und damit zur Verbindung mit dem lastführenden Verbraucherkanal 39 führt.
Das Druckniveau am Pumpenausgang 19 erhöht sich somit auf Pl2 + ApLs-
Über die Lastmeldeleitung 5 wird das Lastdrucksignal pu ebenfalls an die Sekundärdruckwaagen 75,77 der Verbraucher 16 und 18 weitergeleitet.
Da voraussetzungsgemäß gilt, daß pi_2 > Pu ist, wirkt über die Kanäle 24 und 33, das Wechselventii 32 und den Kanal 31 das Lastsigna! Pl2 ebenfalls auf den Kolbenkopf 27 des Regelkolbens 72 der Sekundärdruckwaage 75.
Auf der Wirkfläche des Koibenbodens 37 der Sekundärdruckwaage 75 wirkt das erhöhte Drucksignal der Pumpe 1, womit sich über die Zulaufdrossel 7 wiederum das konstante Druckgefälle ApLS - Pfi einstellt. Das Differenzdruckgefälle pL2 - Pu zwischen dem auf den Kolbenboden 37 wirkenden Pumpendrucksignal pp = Pu2 und dem im Verbraucherkanal 22 vorherrschenden Lastdruck Pu wird an der Steuerkante 78 des Regeikolbens 72 abgebaut.
Das dargestellte Steuerungskonzept ist somit in der Lage, unabhängig von den jeweils anliegenden Lastdrücken, die über die Zulaufdrosseln 7,10,13 vorgewählten Verbrauchergeschwindigkeiten konstant zu halten.
Darüber hinaus beinhalten die dargestellten Sekundärdruckwaagen 75,76,77 neben der Lasthaltefunktion sämtliche signalerzeugenden und signalvergleichenden Funktionen, wodurch keine externen Logikelemente wie Rückschlag- oder Wechselventile mehr notwendig sind.
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&bull; * I
Die in die Regelkolben 72,73,74 integrierte Sitzventiifunktion realisiert die bei mobilhydrauiischen Bau- und Arbeitsmaschinen oft geforderte Lasthaltefunktion ohne zusätzliche externe Bauteile.
Figur 2 zeigt eine einzelne Sekundärdruckwaage 75, die im wesentlichen folgende Bauteile beinhaltet:
einen Regelkolben 72, der einen Kolbenboden 37 und einen Kolbenkopf 27 beinhaltet, wobei im Bereich des Kolbenkopfes 27 eine Feder 28 vorgesehen ist. Über die Einlaßdüse 21, das Rückschlagventil 34 und die Kanäle 24 und 25 wird das Drucksignal der nicht dargestellten Pumpe an den Druckregler der Pumpe weitergeleitet. Im Bereich des Regelkolbens 72 sind weitere Kanäle 22,26,31,35 und 33 vorgesehen, wobei der Kanal 22 den Ablaufkanal bildet. Erreicht das von der Pumpe erzeugte Drucksignal hinter der Einlaßdüse 21 im Kanal 35 das Verbraucherdruckniveau pu im Ablaufkanal 22 der Sekundärdruckwaage 75, dann öffnet ein weiteres Rückschlagventil 23 und gewährleistet somit, daß das Drucksignal im Kanal 35 den Wert des Verbraucherdruckes pLi nicht übersteigt. Mit dem Bezugszeichen 32 ist ein Wechselventil, mit 36 der Ventilsitz des Regelkolbens 72 und mit 78 ist die Steuerkante des Regelkolbens 72 bezeichnet.
Figur 3 zeigt anhand eines Diagramms die Öffnungscharakteristik der Ablaufdrossel im Verhältnis zur Zulaufdrossel, wobei auch die Phasenverschiebung in Abhängigkeit der angegebenen Parameter dargestellt ist.
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Claims (9)

10/11 Schutzansprüche
1. Einrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung und Lasthaltung mehrerer rotatorischer und/oder translatorischer Verbraucher (16,17,18) einer mobil-hydraulischen Bau- und Arbeitsmaschine mit mindestens einer, insbesondere geregelten Pumpe (1) sowie mindestens einer einen federbelasteten Regelkolben (72,73,74) beinhaltenden Sekundärdruckwaage (75,76,77), wobei die die Lasthaltefunktion erzeugenden Bauteile sowie sämtliche Steuerungselemente zur Signalerzeugung, zum Signalvergleich und zur Signalweiterieitung im wesentlichen im Bereich des Regelkolbens (72,73,74) vorgesehen sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lasthaitefunktion erzeugenden Bauteile und sämtliche Steuerungselemente zur Signalerzeugung, zum Signalvergleich sowie zur Signalweiterieitung im Regelkolben (72,73,74) integriert sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Pumpenansteuerung und den internen Druckvergleich notwendige Drucksignal durch die in den Regelkolben (72,73,74) integrierte Anordnung und entsprechende Dimensionierung von Drosseln (21,38,55), Rückschlagventilen (23,40,57,34,51,68), Wechselventilen (32,49,66) sowie des insbesondere externen LS-Bypass-Ventils (3) aus dem Pumpendrucksignal unter dem Kolbenboden (37,54,71) abgeleitet wird.
4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den Regelkolben (72,73,84) integriertes Kegelsitzventil (36,53,70) für die Lasthaltefunktion vorgesehen ist, das durch das auf die Wirkfläche (27,44,61) des Regelkolbenkopfes wirkende, verbraucherseitige Lastdrucksignal in den Kanälen (22,39,56) und über die Kräfte der Federn (28,45,62) beim Öffnen der Ablaufdrossel (9,12,15) wirksam verschließbar ist.
5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Regelkolben (72,73,74) der Sekundärdruckwaage (75,76,77) integrierte Verbindungskanal (35,24,25 bzw. 52,41,42 bzw. 69,58,59) zwischen dem mit der Pumpe (1) verbundenen Kolbenboden (37,54,71) und der die weitere Sekundärdruckwaagen (75,76,77) sowie der den Pumpenregler (2) versorgenden Lastmeldeleitung (4,5,6) eine Verbindung in der Richtung vom Kolbenboden (37,54,71)zur Lastmeldeleitung aufweist, und die entgegengesetzte Durchflußrichtung von der Lastmeldeleitung zum Kolbenboden durch ein Rückschlagventil (34,51,69) verschließbar ist.
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6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch das im Bypass zum Verbindungskanal (35,52,69) vom Kolbenboden (37,54,71) zum Lastmeldekanal (25,42,59) angeordnete und mit dem lastführenden Verbraucherkanal (22,39,56) in Verbindung stehende Rückschlagventil (23,40,57) der an den Lastmeldekanal (25,42,59) weitergeleitete Pumpendruck auf das Niveau des jeweiligen Verbraucheriastdruckes (Pli,2,3) begrenzbar ist.
7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der den Druckraum des federbelasteten Kolbenkopfes (27,44,61) versorgende Kanal (31,48,65) eine Dämpfungsdüse bzw. ein Drosselrückschlagventil (30,47,64) zur Beeinflussung der Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit des Regelkolbens (72,73,74) beinhaltet.
8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufdrossel (9,12,15) der Hauptschieberachse (8,11,14) gegenüber einer zugeordneten Zulaufdrossel (7,10,13) eine definierte Phasenvoreilung aufweist, so daß die Ablaufdrossel (9,12,15) früher öffnet bzw. später schließt als die Zulaufdrossel (7,10,13).
9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungscharakteristik der Ablaufdrossel (9,12,15) im Verhältnis zur Zulaufdrossel (7,10,13) einer Hauptschieberachse (8,11,14) einen vorgebbaren Verlauf aufweist, wobei s/smax den normierten Weg der Hauptschieberachse (8,11,14) und A/Amaxdie auf den Öffnungsquerschnitt der Zulaufdrossel (7,10,13) normierten Öffnungsverlauf der Zu- bzw. Ablaufdrosseln (7,10,13; 9,12,15) darstellen.
2367A-1 .GBM/da/11.10.96 08:33
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