DE3420674A1 - Druckversorgungseinrichtung fuer ein hydrauliksystem - Google Patents

Druckversorgungseinrichtung fuer ein hydrauliksystem

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DE3420674A1 DE19843420674 DE3420674A DE3420674A1 DE 3420674 A1 DE3420674 A1 DE 3420674A1 DE 19843420674 DE19843420674 DE 19843420674 DE 3420674 A DE3420674 A DE 3420674A DE 3420674 A1 DE3420674 A1 DE 3420674A1
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Description

DR.-ING. ULRICH KNOBLAUCH
PATENTANWALT ' Z^'Z £ ^ /
POSTSCHECK-KONTO FRANKFURT/M. 3425605 K/N
TELEGRAMM: KNOPAT
DRESDNER BANK. FRANKFURT/M. 2300308 TELEFON: 56 1O78
TELEGRAMM: KNOPAT
TELEX: 411877 KNOPA D O H A U D / *+
DA 690
DANFOSS A/S, DK-6430 Nordborg Druckversorgungseinrichtung für ein Hydrauliksystem
Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckversorgungseinrichtung für ein Hydrauliksystem mit einer Pumpe, deren Druck durch Ableitung von Druckflüssigkeit über einen von der Pumpenleitung zum Behälter führenden, mit Ventil versehenen Ableitpfad beeinflußbar ist und mit einer von der Pumpe versorgten Steuerdruckleitung.
Bei einer bekannten Druckversorgungseinrichtung dieser Art (BFPR-Journal 1980, Seite 398, Fig. 4) sind zwei zueinander parallelgeschaltete Ableitpfade vorgesehen.
In dem einen befindet sich ein bei Überdruck ansprechendes Ableitventil, in dem anderen ein Ableitventil, das einerseits vom Pumpendruck und andererseits von einem hinter einen Proportionalventil abgegriffenen Lastdruck sowie einer Federkraft gesteuert wird, so daß am Proportionalventil immer der gleiche Druckabfall auftritt. Die Steuerdruckleitung, die einen Steuerdruck für fernsteuerbare Betätigungsventile führt, ist über ein Druckminderventil, das den Steuerdruck konstant hält, mit
iJ0 dem Pumpenausganju» verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Druckversorgungseinrichtung der eingangs beschriebenen
-A-Art die Verluste zu vermindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Ableitpfad zwei Ventile in Reihe geschaltet sind, E) von denen das erste nach Art einer, bekannten Ableitventils gesteuert und das zweite auf konstanten Druckabfall eingestellt ist, und daß die Steuerdruckleitung zwischen den beiden Ventilen abzweigt.
Bei diesem Aufbau wird der Ableitpfad zwischen Pumpenleitung und Behälter ausgenutzt, um einen Druckteiler zu bilden, an dem der Steuerdruck abgegriffen werden kann. Die Steuerdruckleitung wird daher von einem Teil der ohnehin abzuleitenden Druckflüssigkeit gespeist, wobei das erste Ventil die erforderliche Druckminderung bewirkt. Hierdurch werden die im Ableitpfad entstehenden Verluste nicht erhöht. Die Erzeugung des Steuerdrucks erfolgt daher ohne die sonst auftretenden zusätzlichen Verluste. Hierbei wirken die beiden Ventile funktionsmäßig zusammen. Denn wenn das erste Ventil aus Gründen der Pumpendruckänderung seinen Öffnungsquerschnitt ändert, folgt das zweite Ventil derart, daß der Druckabfall an ihm weiterhin einen dem Steuerdruck entsprechenden Wert behält.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform mit einer Pumpe mit konstanter Verdrängung und lastdruckabhängiger Ab-IeitSteuerung ist dafür gesorgt, daß das erste Ventil in Abhängigkeit einerseits vom Pumpendruck und andererseits vom Lastdruck und einer Federkraft und das zwei te Ventil einerseits vom Druck zwischen den Ventilen und andererseits vom Behälterdruck und einer Federkraft verstellbar ist. Die beiden Ventile können daher einen sehr einfachen Aufbau haben.
Insbesondere kann eine den Lastdruck führende Signalleitung über die Reihenschaltung einer Drossel und eines
Überdruckventils mit dem Behälter verbunden sein und die zum ersten Ventil führende Signal-Anschlußleitung zwischen Drossel und Überdruckventil abgehen. Dies führt zu einer selbstätigen Begrenzung des Lastdrucks bei Überlast, weil der Einfluß des Lastdrucks auf das erste Ventil reduziert, dieses weiter geöffnet und hierdurch der Pumpendruck gesenkt wird.
Des weiteren kann der Steuerdruck zur Betätigung von Proportionalventilen dienen, die mit sinkendem Steuerdruck schließen. Wenn in einem Betriebsfall die Pumpe nicht die von den Verbrauchern geforderte Flüssigkeitsmenge liefern kann, schließen die beiden Ventile. Der Steuerdruck kann deshalb nicht mehr aufrechterhalten werden und deshalb gehen die Proportionalventile in die Neutralstellung. Dadurch steigt der Pumpendruck wieder und deshalb auch der Steuerdruck. Die Proportionalventile werden wieder aufgesteuert und es stellt sich ein neues Gleichgewicht ein, wobei die ursprünglich geforderte (zu hohe) Aussteuerung nicht mehr erfüllt wird.
Wenn der Steuerdruck nicht ganz entfallen soll, kann man dafür sorgen, daß das erste Ventil seine eine Endlage erreicht, bevor es vollständig geschlossen ist. Hiermit ist sichergestellt, daß die Verbindung zwischen Pumpenleitung und Steuerdruckleitung niemals ganz unterbrochen wird.
Zweckmäßigerweise sind das erste Ventil, das zweite Ventil und gegebenenfalls das Überdruckventil in einem gemeinsamen Gehäuseblock angeordnet. Ein solcher Gehäuseblock, der beispielsweise für Pumpenleitung, Behälterleitung und Lastdruck-Signalleitung je eine durchgehende Bohrung aufweisen kann, läßt sich leicht mit anderen Ventileinheiten kombinieren.
342067^
Außerdem empfiehlt es sich, daß die Federkräfte der Ventile einstellbar sind. Auf diese Weise können die Ventile den Bedingungen der jeweiligen Einlage angepaßt werden.
5
Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckversorgungseinrichtung und
Fig. 2 drei beispielhafte Verbraucher, denen mittels der Druckversorgungseinrichtung der Fig. 1 Druckflüssigkeit zugeführt werden kann.
In Fig. 1 ist eine Pumpe 1 mit konstanter Verdrängung dargestellt, die aus einem Behälter 2 Druckflüssigkeit in eine Pumpenleitung 3 fördert. Eine Behälterleitung 4 ist mit einem Filter 5 versehen. Ein erstes Ventil 6 und ein zweites Ventil 7 bilden eine Reihenschaltung in einem von der Pumpenleitung 3 zur Behälterleitung 4 führenden Ableitpfad 8. An einem Punkt 9 zwi- sehen den beiden Ventilen 6 und 7 zweigt eine Steuerdruckleitung 10 ab. Eine Lastdruck-Signalleitung 11 ist über die Reihenschaltung einer Drossel 12 und eines Überdruckventils 13 mit der Behälterleitung 4 verbunden. Von einem Punkt 14 zwischen Drossel 12 und Überdruck— ventil 13 zweigt eine Lastsignal-Anschlußleitung 15 ab.
Das erste Ventil 6 besitzt einen Schieber, der auf der einen Seite über eine Steuerleitung 16 vom Pumpendruck P und auf der anderen Seite von einer einstellbaren Feder 17 und dem Lastdruck LS in der Anschlußleitung 15 belastet wird. Das zweite Ventil 7, das einfacher
als das erste Ventil und insbesondere als Sitzventil ausgeführt sein kann, wird in der einen Richtung vom Steuerdruck PP über eine Steuerleitung 18 und von der anderen Seite vom Behälterdruck T über eine Steuerleitung 19 und von einer einstellbaren Feder 20 belastet. Das Überdruckventil 13 wird auf der einen Seite vom Lastdruck LS über eine Steuerleitung 21 und von der anderen Seite mit einer einstellbaren Feder 22 belastet. Die drei Ventile 6, 7 und 13 sind in einem gemeinsamen Gehäuse-1υ block ;?3 angeordnet, der Teil einer Pumpeneinheit sein kann und Anschlußstutzen bzw. Bohrungen aufweist, an denen der Pumpendruck P, der Behälterdruck T, der Lastdruck LS und der Steuerdruck PP herrscht.
Fig. 2 schließt rechts an Fig. 1 an. Es sind drei Verbraucher, nämlich ein hydraulischer Motor 24, ein einsinnig belastbarer Stellkolben 124 und ein zweiseitig belastbarer Stellkolben 224 vorgesehen. Jedem Verbraucher ist ein Ventilblock 25, 125 bzw. 225 zugeordnet.
Die Verbraucher werden über Proportionalventile 26, 126 bzw. 226 angesteuert, denen je ein Mengenregelven-LiI 27, 127 bzw. 227 vorgeschaltet ist und die über Steuerdruckleitungen 28, 128 bzw. 228 verstellt werden können. Die Darstellung dieser Proportionalventile ist vereinfacht. Sie weisen in der Regel einen durch Neutralstellungsfedern belasteten Schieber und einen Steuerkolben auf, der sinnrichig durch den Steuerdruck derart verstellt wird, daß mit sinkendem Steuerdruck das Ventil sich der neutralen Schließstellung nähert. Der jeweilige Lastdruck wird über eine Fühlerleitung 29, 129 bzw. 229 abgegriffen und einerseits dem eigenen Mengenregelventil 27, 127 bzw. 227 und andererseits über ein Wechselventil 30, 130, 230 der gemeinsamen Lastdruckleitung 11 zugeführt.
wenn das Hydrauliksystem, bestehend aus der Schaltung
der Fig. 1 und 2, in Betrieb ist, stellt sich der Pumpendruck P auf einen Wert ein, der um einen durch die Feder 17 bestimmten Wert oberhalb des Lastdrucks LS liegt. Ein typischer Unterschied zwischen Lastdruck LS und Pumpendruck P ist 15 bis 25 bar, insbesondere 20 bar. Dies ergibt sich, weil das erste Ventil 6 so weit öffnet, daß der Pumpendruck den genannten Wert annimmt. Das zweite Ventil 7 öffnet automatisch seinerseits so weit, daß der Steuerdruck PP in der Steuerleitung 10 einen gewünschten Wert annimmt. Dieser Wert liegt in der Regel zwischen 10 und 15 bar, beispielsweise bei 13 bar. Dieser Wert ist durch die Feder 20 bestimmt. Da bereits aus Gründen der Pumpendrucksteuerung über den Ableitpfad 8 dauernd Druckflüssigkeit abgeleitet wird, benötigt man zur Erzielung des Steuerdrucks PP keine zusätzliche Druckflüssigkeitsmenge. Die Verluste sind entsprechend gering.
Wenn der Lastdruck LS einen Wert annimmt, der größer ist als der durch die Feder 22 des Überdruckventils 13 eingestellte Wert, öffnet dieses Ventil. Es tritt an der Drossel 12 ein Druckabfall auf. Der am ersten Ventil 6 wirkende Lastdruck ist reduziert. Infolgedessen öffnet das erste Ventil 6 weiter, der Pumpendruck 3 sinkt und der übermäßige Lastdruck wird gesenkt.
Wenn alle Verbraucher 24, 124, 224 gleichzeitig voll aufgesteuert werden und dadurch die Pumpe 1 überlastet werden sollte, sinkt der Pumpendruck P und das erste Ventil 6 nähert sich der Schließstellung. Da es aber, um immer einen Steuerdruck PP erzielen zu können, nicht vollständig schließt, sinkt der Steuerdruck PP mit dem Pumpendruck P, wenn das erste Ventil 6 seine kleinste Öffnungsstellung erreicht hat. Infolgedessen verlagern sich die Proportionalventile 26, 126, 226 in Richtung auf die Schließstellung. Hierdurch sinkt die Belastung
der Pumpe 1 und der Pumpendruck P kann wieder auf den gewünschten Wert ansteigen. Automatisch wird daher der sichere Betriebszustand wieder eingenommen.
AO
- Leerseite -

Claims (7)

DR.-ING. ULRICH KNOBLAUCH ■■ ,nojl DATl=MTA NIUUA I X ' 6 FRANKFURT/MAIN 1, DEN 1. JUIll 1984 ^AItNIAINWALI . KÜHHORNSHOFWEG 10 £/N POSTSCHECK KONTO FRANKFURT/M. 3425-605 DRESDNER BANK. FRANKFURT/M. 2300308 TELEFON: 56 10 78 /·» / λ λ λ r» , TELEGRAMM: KNOPAT V Λ Ο Π C Π L CQO TELEX: 411877 KNOPA D <v> *T Z. U U / Hr Patentansprüche
1. Druckversorgungseinrichtung für ein Hydrauliksystem mit einer Pumpe, deren Druck durch Ableitung von Druckflüssigkeit über einen von der Pumpenleitung zum Behälter führenden, mit Ventil versehenen Ableitpfad beeinflußbar ist und mit einer von der Pumpe versorgten Steuerdruckleitung, dadurch gekennzeichnet, daß im Ableitpfad (8) zwei Ventile (6, 7) in Reihe geschaltet sind, von denen das erste (6) nach Art eines bekannten Ableitventils gesteuert und das zweite (7) auf konstanten Druckabfall eingestellt ist, und daß die Steuerdruckleitung (10) zwischen den beiden Ventilen abzweigt.
2. Einrichtung mit einer Pumpe mit konstanter Verdrängung und lastdruckabhängiger Ableitsteuerung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (6) in Abhängigkeit einerseits vom Pumpendruck (P) und andererseits vom Lastdruck (LS) und einer Federkraft (17) und das zweite Ventil (7) einerseits vom Druck (PP) zwischen den Ventilen und andererseits vom Behälterdruck (T) und einer Federkraft (20) verstellbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, ?'.* daß eine den Lastdruck (LS) führende Signalleitung
(11) über die Reihenschaltung einer Drossel (12) und eines Überdruckventils (13) mit dem Behälter
(2) verbunden ist und die zum ersten Ventil (6) führende Signal-Anschlußleitung (15) zwischen Drossel und Überdruckventil abgeht.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdruck (PP) zur Betätigung von Proportionalventilen (26; 126; 226) dient, die mit sinkendem Steuerdruck schließen.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (6) seine Endlage erreicht, bevor es vollständig geschlossen ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (6), das zweite Ventil (7) und gegebenenfalls das Überdruckventil (13) in einem gemeinsamen Gehäuseblock (23) angeordnet sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkräfte der Ventile (6, 7, 13) einstellbar sind.
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