DE3404598C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Speicherladevorrichtung gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei dieser Speicherladevorrichtung, die aus der DE-OS 30 34 467 bekannt ist, wird der Speicherkreis über eine Ladelei­ tung mit Druckfluid versorgt, die von einer von der Pumpe zum Umschaltventil führenden Leitung abzweigt, wobei in der Ladeleitung in Strömungsrichtung die Stromreglerblende und das Rückschlagventil angeordnet sind. Falls das Um­ schaltventil die Verbindung zwischen der Pumpe und der Arbeitshydraulik geöffnet hält und diese mit Druckfluid versorgt wird, besteht daher auch eine Verbindung zwischen der Arbeitshydraulik und dem Speicherkreis, so daß sich im Arbeitskreis auftretende Druckspitzen in den Speicher­ kreis fortpflanzen können. Diese Druckspitzen, die den am Vorsteuerventil eingestellten Maximaldruck des Spei­ chers erheblich übersteigen können, werden zwar durch den Speicher gedämpft, jedoch nimmt der Speicher dabei jedes­ mal ein entsprechendes Druckfluidvolumen auf, so daß sein Druck weit über den gewünschten Maximaldruck ansteigen kann. Dies ist bei der Auslegung des Speichers hin­ sichtlich der Festigkeitsanforderungen und der vorgeschriebenen Sicherheitsmaßnahmen zu berücksich­ tigen. Je nach Auslegung der Ventile im Speicherkreis müssen unter Umständen für deren Druckabsicherung zusätz­ liche Maßnahmen getroffen werden. Ferner ist es bei der beschriebenen Schaltanordnung des bekannten Speicher­ ladeventils nicht möglich, die Arbeitshydraulik mit höheren Drücken als dem maximal zulässigen Speicherdruck zu betreiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Speicherlade­ vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß der Speicherkreis keinen über einen vorgegebenen maximalen Druck hinausgehenden Druckspitzen ausgesetzt ist, wobei die Versorgung der Arbeitshydraulik auch während der Versorgung des Speicherkreises mit Druck­ fluid gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird bei der genannten Speicherladevorrichtung erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Speicherladevorrichtung bleibt weiter­ hin eine Aufladung des Speicherkreises auch bei zugeschal­ teter Arbeitshydraulik möglich. Sofern der Speicher jedoch aufgeladen ist und das Vorsteuerventil deshalb eine feder­ belastete Stirnseite des Kolbens entlastet hat, kann infolge der Verbindung des Speicherkreises über die im Kolben des Umschaltventils ausgebildete Sackbohrung und Querbohrung mit der Pumpe der Kolben bei dem durch zugeschalteter Ar­ beitshydraulik hohen Druck soweit verschoben werden, daß die Verbindung zwischen Speicherkreis und Pumpe vollständig unterbrochen ist. Somit sind einerseits im Arbeitskreis auftretende Druckspitzen gegenüber dem Speicherkreis un­ schädlich und andererseits ist es möglich, die Arbeits­ hydraulik mit Drücken zu betreiben, die weit größer als der zulässige maximale Druck des Speichers sind.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Ausbildung und Abstimmung der Abmessungen des Kolbens und der Steuerkanten des Gehäu­ ses gemäß den Ansprüchen 3 und 4 wird erreicht, daß, falls der von der Pumpe geförderte Volumenstrom die durch die Größe der Stromreglerblende bestimmte zum Speicherkreis geführte Vorzugsmenge übersteigt, wie es beispielsweise bei Konstantpumpen (konstanter Förder­ strom) der Fall sein kann, der überschüssige Teil zum Anschluß für die Arbeitshydraulik abgeführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand schematischer Zeichnungen ausführlich erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die erfindungsgemäße Speicherladevorrichtung wobei das usammenwirken des Kolbens des Umschaltventils mit den Steuer­ kanten dargestellt ist,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Speicherladevorrichtung, wobei eine Konstantpumpe verwendet ist, und

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Speicherladevorrichtung mit einer geregelten Pumpe, d. h. für ein last­ kompensiertes System.

Fig. 1 zeigt den konstruktiven Aufbau der Speicherlade­ vorrichtung. Sie umfaßt ein Vorsteuerventil 10, das mit dem Druck eines Speichers 30 beaufschlagt ist, zur Ansteue­ rung eines Umschaltventils 20 in Abhängigkeit von diesem Speicherdruck. Das Vorsteuerventil 10 kann beliebigen Aufbau haben, solange es folgende Funktion erfüllt:
Ausgehend von einem aufgeladenen Speicher muß es eine Verbindung zwischen einer Steuerleitung X2 und einem Behälter 31 für Druckfluid aufrecht erhalten, bis der Speicherdruck auf einen minimalen zulässigen Wert abge­ fallen ist. Ist dieser Zustand erreicht, muß es eine Verbindung zwischen der Steuerleitung X2 und einer Steu­ erleitung X1 herstellen und darf diese nicht unterbre­ chen, bis der gewünschte Speichermaximaldruck erreicht ist. Bei diesem muß dann wieder eine Verbindung zwischen der Steuerleitung X2 und dem Behälter 31 erstellt werden. Die beiden Steuerleitungen sind an das Umschaltventil 20 angeschlossen und beeinflussen dieses wie nachstehend beschrieben.

Das Umschaltventil 20 hat einen in einer Bohrung eines Gehäuses 21 gleitenden Kolben 22, der drei Abschnitte 22a, 22b, 22c gleichen Durchmessers aufweist, die durch zwei Abschnitte 22i und 22j geringeren Durchmessers miteinander verbunden sind. Die Bohrung ist an zwei Bereichen in Ringräume 23 und 24 erweitert. Der Kolben 22 hat eine in Axialrichtung verlaufende Sackbohrung 25, die am Ende im Bereich des Abschnitts 22i eine Quer­ bohrung 25a, im Bereich des Abschnitts 22j eine Querboh­ rung 25b, und im Bereich des Abschnitts 22c eine Strom­ reglerblende 28 aufweist. Die eine geschlossene Stirnsei­ te des Kolbens, die zusammen mit dem Gehäuse einen Raum 27 begrenzt, ist durch eine Feder 26 belastet, während die andere Stirnseite, von der die Sackbohrung 25 aus­ geht, dem aus einer Pumpe 32 kommenden Druckmittelstrom ausgesetzt ist. Die Abmessungen der einzelnen Kolbenab­ schnitte, der Sackbohrung mit ihren Querbohrungen und der beiden Ringräume sind dabei so festgelegt, daß in einer bestimmten, in der Figur gezeigten Kolbenstel­ lung der Ringraum 24 im Gehäuse dem Abschnitt 22j gegenüberliegt und eine Steuerkante S2 ausbildet, daß der Ringraum 23 von dem Abschnitt 22c des Kolbens völlig überdeckt wird und dabei eine Steuerkante S1 ausbildet, die mit der Stirnseite des Abschnitts 22c zusammenwirkt; die Steuerkante S2 wirkt mit den Abschnit­ ten 22b und 22c des Kolbens zusammen, zwischen denen der Abschnitt 22j mit der Querbohrung 25b ausgebildet ist. Die Abmessungen sind ferner so gewählt, daß bei Bewegung des Kolbens entgegen der Federkraft die Steuer­ kante S2 die Verbindung zwischen der Pumpe und dem Spei­ cherkreis schließt, bevor die Steuerkante S1 die Verbin­ dung zum Ringraum 23 (Anschluß N) vollständig öffnet.

Das Umschaltventil 20 ist wie folgt in die hydraulische Anordnung aus dem Speicher, dem Vorsteuerventil und einer Arbeitshydraulik eingebunden: Ein Anschluß N, der zu einem oder mehreren nicht dargestellten Betäti­ gungsventilen der Arbeitshydraulik führt, ist mit dem Ringraum 23 verbunden, während eine zum Speicher führende Leitung, in der ein Rückschlagventil 33 vorgesehen ist und deren Druck stromab des Rückschlagventils zum Vor­ steuerventil geführt wird, an den Ringraum 24 angeschlos­ sen ist. Die Steuerleitung X2 ist mit dem Raum 27, in den die Feder eingesetzt ist, verbunden, und die Steuer­ leitung X1 ist so in die Bohrung im Gehäuse 21 geführt, daß sie ständig dem Abschnitt 22i des Kolbens gegenüber­ liegt und dadurch dem Druck in der Querbohrung 25a aus­ gesetzt ist.

Die Funktionsweise der Speicherladevorrichtung wird nachste­ hend beschrieben, wobei auf die Fig. 2 und 3 hingewiesen ist, die die möglichen Verbindungskombinationen der einzelnen Anschlüsse darstellen.

Wenn die Arbeitshydraulik nicht zugeschaltet ist, d. h. der Anschluß N drucklos ist bzw. einen niedrigeren Druck als der Speicher hat, und wenn der Speicher entla­ den ist, wobei das Vorsteuerventil 10 die Steuerleitungen X1 und X2 miteinander verbindet, fördert die Pumpe einen durch die Größe der Stromreglerblende 28 bestimmten Volumenstrom (Vorzugsmenge) in den Speicherkreis, da sich der Kolben des Umschaltventils 20 aufgrund des auf seiner federbelasteten Stirnseite herrschenden Drucks, der dem Druck in der Querbohrung 25a entspricht, in der unteren Stellung befindet. Ist der Förderstrom der Pumpe größer als die Vorzugsmenge, wird der Kolben durch den sich aufbauenden Druck soweit angehoben, daß die überschüssige Menge zum Anschluß N abgeführt wird. Hat der Speicherdruck den über eine Feder 1 am Vorsteuer­ ventil eingestellten Druck erreicht, verbindet das Vorsteuerventil die Steuerleitung X2 mit dem Behälter 31, so daß die den Raum 27 begrenzende Stirnseite des Kolbens im wesentlichen nur noch durch die Feder 26 belastet ist und sich der Kolben entgegen der Federkraft bewegt. Dadurch wird, wenn die Arbeitshydraulik nicht zugeschaltet ist, der von der Pumpe it geringem Druck geförderte Volumenstrom zum Anschluß N abgeführt und auf nicht dargestellte Weise wieder zur Pumpe zurückgeführt. Beim Hinzuschalten der Arbeits­ zydraulik steigt der Pumpendruck auf den geforderten hohen Wert an und verschiebt dadurch den Kolben so weit, daß die Steuerkante S2 die Verbindung zum Speicherkreis vollständig verschließt. Ein Druckanstieg im Speicher­ kreis ist somit über den eingestellten Druck hinaus nicht möglich, selbst wenn Druckspitzen und höhere Drücke im Arbeitskreis auftreten. Wenn in diesem Zustand der Speicherdruck auf den unteren minimal zulässigen Druck abfällt, werden die Steuerleitungen X1 und X2 durch das Vorsteuerventil wieder miteinander verbunden und der Kolben durch den Druckanstieg an seiner federbelaste­ ten Stirnseite so weit in Richtung der Federkraft bewegt, daß die Steuerkante S2 die Querbohrung 25b öffnet und die Vorzugsmenge zum Speicherkreis strömt. Der Speicher wird wieder aufgeladen.

Fig. 3 zeigt die Schaltungsanordnung für eine geregelte Pumpe bei einem lastkompensierten System. Hierbei wird der Druck der Steuerleitung X2 auf ein Wechselventil 34 geführt und dort mit dem jeweiligen Druck im Arbeits­ kreis verglichen. Je nach dem Ergebnis dieses Vergleichs wird der von der Pumpe geförderte Volumenstrom einge­ stellt. Die Funktionsweise der Speicherladevorrichtung ent­ spricht auch in diesem Fall sinngemäß den obigen Ausfüh­ rungen.

Claims (4)

1. Speicherladevorrichtung mit einem vom Druck eines Spei­ cherkreises beaufschlagten Vorsteuerventil, das in Abhän­ gigkeit von diesem Druck eine einem Pumpen-Versorgungsdruck entgegenwirkende Steuerkammer eines Umschaltventils entwe­ der entlastet oder mit einem vom Pumpen-Versorgungsdruck abgeleiteten Steuerdruck versorgt, wobei der Kolben des Um­ schaltventils die Verbindung zwischen der Pumpe und einer Arbeitshydraulik steuert und der Speicherkreis über eine Stromreglerblende und ein Rückschlagventil von der Pumpe mit Druckfluid versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (22) des Umschaltventils (20) eine Sackbohrung (25) und eine Querbohrung (25b) hat, daß die Stromreglerblende (28) in der Sackbohrung (25) vor­ gesehen ist und durch die Querbohrung (25b) ein zum Spei­ cherkreis führender Anschluß am Umschaltventil (20) mit Druckfluid versorgt wird und daß der Kolben (22) bezüglich seines Verschiebeweges zu dem vorgenannten Anschluß so ge­ staltet ist, daß er bei aufgeladendem Speicher (30) und so­ mit druckentlasteter Stirnfläche des in die Steuerkammer reichenden Endes des Kolbens (22) eine Stellung einnehmen kann, in der der Anschluß zum Speicherkreis vollständig un­ terbrochen ist.

2. Speicherladevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Abgriff des Steuerdrucks (X1) der Kolben (22) des Umschaltventils (20) eine weitere Querbohrung (25a) aufweist, die in der Sackbohrung (25) entspringt und bei keiner Stellung des Kolbens (22) unterbrochen wird.

3. Speicherladevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (21) des Umschaltven­ tils (20) zwei Steuerkanten (S1 und S2) ausgebildet sind, die mit dem Kolben (22) derart zusammenwirken, daß die in Strömungsrichtung erste Steuerkante (S1) die Verbindung zu einem Anschluß (N) für die Arbeitshydraulik öffnend steuert, und die zweite Steuerkante (S2) die Verbindung zum Speicher­ kreis schließend steuert und daß die Steuerkante (S2) schließt, bevor die Steuerkante (S1) die Verbindung zum Anschluß (N) für die Arbeitshydraulik vollständig geöffnet hat.

4. Speicherladevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Steuerkante (S1) durch einen im Ge­ häuse (21) vorgesehenen ersten Ringraum (23) gebildet ist und mit einem in Strömungsrichtung ersten Abschnitt (22c) des Kolbens (22) zusammenwirkt und daß die zweite Steuer­ kante (S2) durch eine stromab gelegenen zweiten Ringraum (24) im Gehäuse (21) gebildet ist und einerseits mit dem ersten Abschnitt des Kolbens (22c) und andererseits mit einem im Durchmesser gleichen zweiten Abschnitt (22b) des Kolbens zusammenwirkt, wobei diese Abschnitte durch einen im Durchmesser kleineren Abschnitt (22j), in dem die Querbohrung (25b) verläuft, verbunden sind.