DE3733517A1 - Druckbeeinflussungsvorrichtung fuer ein einen motor aufweisendes hydraulisches system - Google Patents
Druckbeeinflussungsvorrichtung fuer ein einen motor aufweisendes hydraulisches systemInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckbeeinflussungs
vorrichtung für ein einen Motor aufweisendes hydrauli
sches System, mit einem Druckventil zum Abbau von Druck
stößen, dessen Eingang über ein Wechselventil mit beiden
Anschlußleitungen des Motors verbunden ist und dessen
Stellglied in Öffnungsrichtung von dem in einem ersten
Druckraum wirkenden Eingangsdruck und in Schließrichtung
von einer Rückstellfeder und einem in einem zweiten
Druckraum wirkenden Gegendruck belastet ist, wobei der
zweite Druckraum über eine Drossel mit dem ersten Druck
raum und mit einem Druckspeicher verbunden ist.
Bei einer bekannten Druckbeeinflussungsvorrichtung die
ser Art (DE-PS 28 38 940) ist der Ausgang des Druckven
tils mit dem Behälter verbunden. Auf diese Weise können
Druckstöße abgebaut werden, wie sie auftreten, wenn
auf den Motor äußere Stoßkräfte ausgeübt werden oder
wenn im hydraulischen System schlagartige Änderungen,
z.B. beim Schließen eines Ventils, auftreten. Im statio
nären Zustand ist der Gegendruck gleich dem Eingangs
druck. Wenn ein Druckstoß auftritt, öffnet das Ventil,
weil sich der Druckstoß nicht über die Drossel bis in
den zweiten Druckraum fortpflanzt. Bleibt die neue Druck
amplitude aber längere Zeit erhalten, erfolgt über die
Drossel ein Druckausgleich, und das Druckventil schließt
wieder. Durch das Zusammenwirken von Drossel und Druck
speicher ergibt sich eine Dämpfung, so daß keine Über
schwingungen auftreten.
Es ist ferner bei hydraulischen Anlagen bekannt (DE-AS
23 18 942), jede Anschlußleitung eines Motors sowohl
über ein Ansaugventil als auch über ein Überdruckventil
mit dem Behälter zu verbinden. Das Ansaugventil ist
ein in Richtung der Anschlußleitung öffnendes Rückschlag
ventil. Das Überdruckventil ist ein in Richtung des
Behälters öffnendes, federbelastetes Rückschlagventil.
Mit dem Überdruckventil kann lediglich die Spitze eines
Druckstoßes abgebaut werden. Wenn aufgrund eines äußeren
Stoßes in einem Motor-Hubraum Unterdruck oder Kavitation
auftritt, soll Flüssigkeit durch das Nachfüllventil
angesaugt werden. Trotzdem ist die Nachfüllung unzurei
chend, weil das Nachfüllventil erst öffnet, wenn der
Druck im Hubraum um einen den Leitungswiderstand berück
sichtigenden Wert unter den Behälterdruck abgesunken
ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckbe
einflussungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art
anzugeben, mit der das Nachfüllen beim Auftreten von
äußeren Stoßbelastungen auf den Motor verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
jede Anschlußleitung über je ein zu ihr hin öffnendes
Rückschlagventil mit dem Ausgang des Druckventils verbun
den ist.
Wenn bei einem äußeren Stoß auf das Betätigungsglied
des Motors ein Druckstoß in dem einen Hubraum auftritt
und infolgedessen das Druckventil öffnet, wird die Druck
flüssigkeit nicht zum Behälter, sondern über das zugehö
rige Rückschlagventil zum anderen Hubraum des Motors
geführt. Es erfolgt daher eine Zwangsnachfüllung unab
hängig vom Absolutwert des Druckes. Unterdruck- oder
Kavitationserscheinungen sind mit Sicherheit ausgeschlos
sen. Diese Verbindung zwischen den beiden Anschlußleitun
gen wird aber nur geöffnet, wenn das Druckventil an
spricht. Es wird also nicht verhindert, daß im Normal
betrieb die eine oder die andere Anschlußleitung Unter
druck führt, um negative Steuerkräfte auf den Motor
auszuüben.
Wenn der Druckstoß aufgrund einer Änderung im hydrauli
schen System auftritt, beispielsweise bei schneller
Aussteuerung einer Lenkeinheit, wird die Auswirkung
des Druckstoßes auf den Motor herabgesetzt. Denn es
wird nicht nur die Drucksteigerung in dem zugangsseiti
gen Hubraum reduziert, sondern gleichzeitig im anderen
Hubraum ein Druckanstieg hervorgerufen. Damit wird die
Druckdifferenz zwischen den beiden Anschlußleitungen
minimiert und verhindert, daß der Motor zu schnelle
oder sprunghafte Bewegungen durchführt.
Besonders günstig ist es, daß die mit den beiden An
schlußleitungen verbundenen Hubräume des Motors so bemes
sen sind, daß sie im Motorbetrieb gleich große, aber
entgegengesetzte Volumenänderungen erfahren. Beispiels
weise handelt es sich um einen Axialkolbenmotor mit
durchgehender Kolbenstange. Es können auch Motoren mit
über Kreuz verbundenen Differentialzylindern oder Rota
tionsmotoren vorgesehen sein. In diesem Fall ergeben
sich besonders günstige Verhältnisse, weil die im einen
Hubraum verdrängte Druckflüssigkeitsmenge gleich der
vom anderen Hubraum aufzunehmenden Druckflüssigkeitsmenge
ist. Man kann dann völlig auf die üblichen, mit dem
Behälter verbundenen Ansaug- und Überdruckventile ver
zichten.
In weitere Ausgestaltung ist dafür gesorgt, daß der
zweite Druckraum über ein Überdruckventil mit einem
Systemteil geringen Drucks verbunden ist. Es genügt
ein einziges Überdruckventil für beide Anschlußleitun
gen. Zwar wird der Überdruck durch Verkleinerung des
zweiten Druckraumes abgebaut. Da dieser aber über die
Drossel mit dem ersten Druckraum verbunden ist, kehrt
das Druckventil anschließend in die Schließstellung
zurück.
Insbesondere kann der Ausgang des Überdruckventils mit
dem Ausgang des Druckventils verbunden sein. Die zum
Abbau des Überdrucks entweichende Druckflüssigkeitsmenge
wird dann über eines der Rückschlagventile abgeführt
und unterstützt den Druck in dem nicht durch den Über
druck belasteten Hubraum des Motors.
Im einfachsten Fall braucht der Druckspeicher lediglich
zu gewährleisten, daß das Stellglied des Ventils die
zum Öffnen erforderliche Bewegung durchführen kann.
Hierfür genügten die üblicherweise im Drucköl enthaltenen
Luftbläschen, wenn das Volumen des zweiten Druckraums
oder der damit verbundenen Räume eine bestimmte Mindest
größe, beispielsweise etwa 300 bis 400 cm3, aufweist.
Insbesondere kann daher der Druckspeicher eine vollstän
dig mit Öl gefüllte Speicherdruckkammer aufweisen. Ver
schiedene andere Ausführungen eines verwendbaren Druck
speichers sind in DE-PS 28 38 940 gezeigt. Besonders
empfehlenswert ist es hierbei, daß der Druckspeicher
eine Gasdruckfeder aufweist. Vorzugsweise trennt eine
Membran den Druckmittelraum des Druckspeichers von dem
Gaspolster. Dies erlaubt eine besonders gute Anspassung
zwischen Druckänderungen und Volumenänderungen und daher
eine gute Dämpfung.
Günstig ist es auch, daß zumindest der Druckspeicher,
das Druckventil, die Drossel, das Wechselventil und
die Rückschlagventile in einem Ventilblock zusammengefaßt
sind. Vor allem bei Verwendung der vollständig gefüllten
Druckspeicherkammer lassen sich die Abmessungen des
Ventilblocks in der üblichen Größe halten.
Desweiteren kann die Drossel durch ein zum Eingang hin
öffnendes Rückschlagventil überbrückt sein. Mit dieser
an sich bekannten Maßnahme wird der zweite Druckraum
nach dem Abbau eines Druckstoßes rasch entlastet, so
daß er sofort wieder für den Abbau eines weiteren Druck
stoßes zur Verfügung steht.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich
nung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt das Schalt
bild einer hydrostatischen Lenkeinrichtung mit der er
findungsgemäßen Druckbeeinflussungsvorrichtung.
Ein Steuergerät 1 ist durch ein Lenkhandrad 2 betätig
bar. Sein Pumpenanschluß P ist mit einer Pumpe 3, sein
Tankanschluß T mit einem Behälter 4 verbunden. Die bei
den Arbeitsanschlüsse L und R sind über je eine Anschluß
leitung 5 und 6 mit den beiden Räumen 7 und 8 eines
Lenkmotors 9 verbunden. Dessen in einem Zylinder 10
hin und her bewegbarer Kolben 11 ist mit einer durch
gehenden Kolbenstange 12 versehen, die zum Lenkgestänge
führt. Bei einer Bewegung des Kolbens 11 vergrößert
sich das Volumen des einen Hubraums 7 in dem gleichen
Maße, wie sich das Volumen des anderen Hubraumes 8 ver
kleinert.
Ein Druckventil 13 weist einen Kolben 14 auf, der gleich
zeitig als Stellglied und als Verschlußstück dient.
Er wird an seiner einen Stirnseite durch den Eingangs
druck P E in einem ersten Druckraum 15 und an seiner
anderen Stirnseite durch eine schwache Rückstellfeder
16 und einen Gegendruck P G in einem zweiten Druckraum 17
mit gleichem Wirkquerschnitt belastet.
Im Ruhezustand ist der Kolben 14 auf einem Anschlag
18 abgestützt. Der erste Druckraum 15 bildet daher den
Eingang 19 des Druckventils 13. Der Ausgang 20 wird
durch einen Ringraum gebildet. Der Eingang 19 ist mit
dem Ausgang 21 eines Wechselventils 22 in einem Zylinder
24 verschiebbar, an dessen Enden je ein mit einer An
schlußleitung 5 bzw. 6 verbundener Eingang 25 bzw. 26
vorgesehen ist. Da sich der Kolben 23 unter dem Einfluß
der Druckdifferenz zwischen den Anschlußleitungen 5
und 6 verschiebt, wird jeweils der Eingang 25 bzw. 26
höheren Drucks mit dem Eingang 19 des Druckventils 13
verbunden.
Außerdem ist die Anschlußleitung 5 über ein zu ihr hin
öffnendes Rückschlagventil 27 und die Anschlußleitung
6 über ein zu ihr hin öffnendes Rückschlagventil 28
mit dem Ausgang 20 des Druckventils 13 verbunden.
Der zweite Druckraum 17 steht über eine Drossel 29 und
ein hierzu parallelgeschaltetes zum Eingang 19 hin öff
nendes Rückschlagventil 30 mit dem ersten Druckraum
15 in Verbindung. Die Drossel 29 kann einstellbar sein.
Das Rückschlagventil 30 kann durch eine einstellbare
Feder belastet sein.
Der zweite Druckraum 17 steht ferner mit einem Druck
speicher 31 in Verbindung. Dieser besitzt einen Flüssig
keitsraum 32 und einen mit Druckluft gefüllten Raum
33, die durch eine Membran 34 voneinander getrennt sind.
Die beiden Räume 32 und 33 können auch durch eine voll
ständig mit Öl gefüllte Speicherdruckkammer ersetzt
werden. Außerdem steht der zweite Druckraum 17 über
ein Überdruckventil 35, das durch eine einstellbare
Feder 36 belastet ist, mit dem Behälter 4 in Verbindung.
Der Ausgang des Überdruckventils 35 kann stattdessen
auch mit dem Ringraum des Ausgangs 20 des Druckventils
13 verbunden sein.
Die Teile 13 bis 36 sind in einem Ventilblock 37 zusam
mengefaßt. Günstig ist auch, daß die Teile 13, 29, 31
und 35 nur einfach vorhanden sein müssen, um beide An
schlußleitungen 5 und 6 in gleicher Weise zu überwachen.
Zwischen den Anschlußleitungen 5 und 6 können noch wei
tere bekannte Ventilanordnungen vorgesehen sein, die
jedoch für das Verständnis der vorliegenden Erfindung
keine Rolle spielen.
Für einen Betriebsfall sei angenommen, daß das Wechsel
ventil 22 die veranschaulichte Lage hat, weil Druckflüs
sigkeit über die Anschlußleitung 5 zugeführt und über
die Anschlußleitung 6 abgeführt wird; der Kolben 11
des Motors 9 befindet sich daher in der rechten Endlage.
Wirkt nun von rechts her eine stoßartige Kraft auf die
Kolbenstange 12, entsteht im Hubraum 7 ein Druckstoß
und im Hubraum 8 ein entsprechender Unterdruck. Der
Druckstoß führt zu einer Erhöhung des Eingangsdrucks
P E , während der Gegendruck P G zunächst unverändert
bleibt. Daher öffnet das Druckventil 13, sobald die
Kraft der schwachen Rückstellfeder 16 überwunden ist,
und es erfolgt ein Druckmittelausgleich von der Anschluß
leitung 5 über das Wechselventil 2, das Hauptventil
13 und das Rückschlagventil 28 zur Anschlußleitung 6.
Es können daher keine Kavitationserscheinungen auftreten.
Vielmehr wird das zum Abbau des Druckstoßes abgeführte
Druckmittel unmittelbar zur Auffüllung des Hubraums
8 benutzt.
Erfolgt der Druckstoß im Hubraum 7 durch eine Betätigung
im hydraulischen Kreis, so wird eine zu rasche Bewegung
des Kolbens 11 nach rechts wiederum durch Druckmittelab
fuhr auf dem geschilderten Weg zur Anschlußleitung 6
verhindert. Da mit dem Druckabbau im Hubraum 7 ein Druck
aufbau im Druckraum 8 verbunden ist, ist der Druckabfall
am Motor 9 minimiert.
Wenn das Steuergerät 1 eine dauerhafte Druckerhöhung
vorsieht, tritt bei plötzlichem Druckanstieg das Druck
ventil 13 in Tätigkeit. Da sich aber der Druck zwischen
dem ersten Druckraum 15 und dem zweiten Druckraum 17
über die Drossel 29 ausgleicht, schließt das Druckventil
13 nach kurzer Zeit, so daß der bleibende Druckanstieg
durch das Druckventil 13 nicht beeinträchtigt wird.
Wenn ein Überdruck auftritt, also ein bestimmer Druck
grenzwert überschritten wird, wirkt dieser infolge der
Verschiebung des Kolbens 14 in beiden Druckräumen 15
und 17. Infolgedessen öffnet das Überdruckventil 35,
so daß der Überdruck abgebaut wird.
Wenn Druckschwingungen in der druckführenden Anschluß
leitung 5 bzw. 6 auftreten, wird beim Überschreiten
einer bestimmten Amplitude das Druckventil 13 geöffnet.
Hierbei wirken der Druckspeicher 31 und die Drossel
29 zusammen, um eine dämpfende Wirkung auf die Schwin
gungen auszuüben. Daher ist die Drossel 29 und der Druck
im Gaspolster 23 vorzugsweise einstellbar.
Sobald der Druck in der Anschlußleitung auf den Normal
wert zurückkehrt, öffnet das Rückschlagventil 30 und
entlastet den zweiten Druckraum 17 schlagartig. Das
Druckventil 13 kehrt in die Schließstellung zurück und
steht für den Abbau eines erneuten Druckstoßes zur Ver
fügung.
Die Rückstellfeder 16 hat nur eine schwache Vorspannung
und eine geringe Steifigkeit. Ihre Aufgabe ist ledig
lich, das Druckventil während der statischen Verhält
nisse geschlossen zu halten.
Das Druckventil 13 öffnet daher entweder, wenn der Ein
gangsdruck P E mit zu großer Geschwindigkeit ansteigt
oder wenn dessen Wert einen Grenzwert, der durch das
Überdruckventil 35 eingestellt ist, überschreitet.
Von der dargestellten Ausführungsform kann in vielfacher
Hinsicht abgewichen werden, ohne den Grundgedanken der
Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann der Druck
speicher 31 durch einen vollständig mit Druckflüssigkeit
gefüllten Behälter ersetzt werden, weil die Luftblasen
in der Druckflüssigkeit eine Bewegung des Stellgliedes
14 erlauben. Statt der Membran 34 kann auch ein Kolben
benutzt werden, der durch eine Feder belastet ist. Statt
des dargestellten Lenkmotors 9 können auch beliebig
andere Motoren vorgesehen sein, beispielsweise Antriebs
motoren, die kontinuierlich drehen können, oder Servo
motoren.
Claims (7)
1. Druckbeeinflussungsvorrichtung für ein einen Motor
aufweisendes hydraulisches System, mit einem Druck
ventil zum Abbau von Druckstößen, dessen Eingang
über ein Wechselventil mit beiden Anschlußleitungen
des Motors verbunden ist und dessen Stellglied in
Öffnungsrichtung von dem in einem ersten Druckraum
wirkenden Eingangsdruck und in Schließrichtung von
einer Rückstellfeder und einem in einem zweiten Druck
raum wirkenden Gegendruck belastet ist, wobei der
zweite Druckraum über eine Drossel mit dem ersten
Druckraum und mit einem Druckspeicher verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß jede Anschlußleitung
(5, 6) über je ein zu ihr hin öffnendes Rückschlag
ventil (27, 28) mit dem Ausgang (20) des Druckventils
(13) verbunden ist.
2. Druckbeeinflussungsvorrichtung nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die mit den beiden Anschluß
leitungen (5, 6) verbundenen Hubräume (7, 8) des
Motors (9) so bemessen sind, daß sie im Motorbetrieb
gleich große, aber entgegensetzte Volumenänderungen
erfahren.
3. Druckbeeinflussungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Druckraum
(17) über ein Überdruckventil (35) mit einem System
teil geringen Drucks verbunden ist.
4. Druckbeeinflussungsvorrichtung nach Anspruch 3, da
durch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Überdruck
ventils (35) mit dem Ausgang des Druckventils (13)
verbunden ist.
5. Druckbeeinflussungsvorrichtung nach einem der Ansprü
che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck
speicher (31) eine vollständig mit Öl gefüllte Spei
cherdruckkammer aufweist.
6. Druckbeeinflussungsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
der Druckspeicher (31), das Druckventil (13), die
Drossel (29), das Wechselventil (22) und die Rück
schlagventile (27, 28) in einem Ventilblock (37)
zusammengefaßt sind.
7. Druckbeeinflussungsvorrichtung nach einem der Ansprü
che 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel
(29) durch ein zum Eingang (19) hin öffnendes Rück
schlagventil (30) überbrückt ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873733517 DE3733517A1 (de) | 1987-10-03 | 1987-10-03 | Druckbeeinflussungsvorrichtung fuer ein einen motor aufweisendes hydraulisches system |
DK541588A DK164136C (da) | 1987-10-03 | 1988-09-29 | Trykpaavirkningsindretning for et en motor indeholdende hydraulisk system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873733517 DE3733517A1 (de) | 1987-10-03 | 1987-10-03 | Druckbeeinflussungsvorrichtung fuer ein einen motor aufweisendes hydraulisches system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3733517A1 true DE3733517A1 (de) | 1989-04-13 |
DE3733517C2 DE3733517C2 (de) | 1990-09-27 |
Family
ID=6337583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873733517 Granted DE3733517A1 (de) | 1987-10-03 | 1987-10-03 | Druckbeeinflussungsvorrichtung fuer ein einen motor aufweisendes hydraulisches system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3733517A1 (de) |
DK (1) | DK164136C (de) |
Citations (3)
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DE3342282C2 (de) * | 1983-02-18 | 1986-09-18 | Oil Control S.r.l., Nonantola, Modena | Ventileinrichtung zur Kontrolle des Arbeitshubes eines Hydraulikantriebs |
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1987
- 1987-10-03 DE DE19873733517 patent/DE3733517A1/de active Granted
-
1988
- 1988-09-29 DK DK541588A patent/DK164136C/da not_active IP Right Cessation
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3733517C2 (de) | 1990-09-27 |
DK164136B (da) | 1992-05-11 |
DK541588A (da) | 1989-04-04 |
DK164136C (da) | 1992-10-12 |
DK541588D0 (da) | 1988-09-29 |
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