DE3901349C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für mehrere hydraulische Verbraucher gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.The invention relates to a valve arrangement for several hydraulic consumers according to the preamble of the patent claim 1.

Tritt bei einem derartigen System Unterversorgung ein, weil die dem System von der Pumpe zugeführte Fördermenge nicht erhöht werden kann und trotzdem von einem der Verbraucher ein erhöhter Arbeitsmittelbedarf im Sinne einer Erhöhung der Geschwindigkeit signalisiert wird, so wird der lastführende Verbraucher stehenbleiben.If there is a shortage in such a system, because the flow delivered by the pump to the system cannot be increased and still by one of the Consumers have an increased need for work equipment an increase in speed is signaled, so the load-bearing consumer will stop.

Sind die Wegeventile zur Steuerung der Antriebe hydrau­ lisch über Vorsteuerventile betätigt, so ist es bekannt (DE-OS 26 51 325), in die von einer Pumpe zum Erzeugen des Steuerdrucks zu den Vorsteuerventilen führende Vor­ steuerdruckleitung ein Druckbegrenzungsventil einzubauen, von dem abhängig von einem Vergleich zwischen dem Pumpen­ druck und dem höchsten Lastdruck der den Vorsteuerventilen zuzuführende Vorsteuerdruck begrenzt wird. Sinkt die Druckdifferenz zwischen dem Pumpendruck und dem Last­ druck im Falle der hydraulischen Unterversorgung, so wird der Vorsteuerdruck verringert. Dies hat zur Folge, daß der Durchfluß zu Verbrauchern verringert wird.The directional control valves for controlling the drives are hydraulic actuated via pilot valves, it is known (DE-OS 26 51 325) in which a pump for generating of the pilot pressure leading to the pilot valves control pressure line to install a pressure relief valve, from which depending on a comparison between pumping pressure and the highest load pressure of the pilot valves pilot pressure to be supplied is limited. Sinks Pressure difference between the pump pressure and the load pressure in the case of hydraulic undersupply, so the pilot pressure is reduced. This has the consequence that the flow to consumers is reduced.

Bei einer Aufteilung mehrerer Antriebe in vorrangige und nachrangige Antriebe ist es ferner bekannt (DE-OS 35 08 339), an die vom Vorsteuerventil zum nachrangigen Antrieb führende Steuerdruckleitung ein Druckregelventil anzuschließen, das von der Druckdifferenz zwischen dem Pumpendruck und dem höchsten im System auftretenden Lastdruck beaufschlagt wird. Bei Betätigung eines vorrangigen Antriebes kann gegebenenfalls von dem Druckregelventil der Steuerdruck für das Wegeventil des nachrangigen Antriebes verringert und damit der nachrangige Antrieb verlangsamt werden, um den vorrangigen Antrieb bevorzugt zu bedienen. Über eine weitere Ventilkombination läßt sich auch für die vor­ rangigen Antriebe in entsprechender Weise eine Rangfolge bestimmen.If several drives are divided into priority and subordinate drives it is also known (DE-OS 35 08 339), to those leading from the pilot valve to the subordinate drive  Control pressure line to connect a pressure control valve, that of the pressure difference between the pump pressure and the highest load pressure occurring in the system becomes. When a priority drive is actuated if necessary, the control pressure from the pressure control valve reduced for the directional valve of the subordinate drive and thus the subordinate drive to be slowed down to use the priority drive preferentially. Over a further valve combination can also be used for the ranked drives in a corresponding order determine.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird darin gesehen, einen neuartigen Weg aufzuzeigen, wie ohne großen Bauaufwand bei hydraulischer Unterversorgung des Systems die Durchflußreduzierung zu den Verbrauchern vorgenommen werden kann.The object underlying the invention is therein seen to show a new way, like without large construction effort with hydraulic undersupply of the Systems reducing flow to consumers can be made.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merk­ male des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the note male of claim 1 solved.

Solange die Pumpe ausreichenden Druck aufbringt, der System­ druck also hoch genug ist, bleibt die Tankleitung der Vorsteuerventile zum Tank hin durchgeschaltet. Bei Unter­ versorgung gerät das Druckregelventil jedoch in den Regelbereich und der Druck in der Tankleitung wird über das Druckregelventil erhöht. Damit stellen sich an den Wegeventilen folgende Verhältnisse ein:As long as the pump applies sufficient pressure, the system pressure is high enough, the tank line of the Pilot valves connected to the tank. At sub However, the pressure control valve gets into the supply Control range and the pressure in the tank line is over the pressure control valve increased. This means that the Directional control valves the following conditions:

Ist ein Wegeventil unbetätigt, so erhöht sich auf beiden Seiten des Wegeventilkolbens der Druck auf den vorge­ spannten Tankdruck. Da dies gleichmäßig erfolgt, bleibt das Wegeventil in der Schließstellung.If a directional control valve is not actuated, it increases on both Side of the directional valve piston the pressure on the pre tense tank pressure. Since this is done evenly, remains the directional control valve in the closed position.

Bei einem voll ausgesteuerten Wegeventil ist der Regler­ kolben des als Druckreduzierventil ausgeführten Vorsteuer­ gerätes mechanisch durchgesteuert, so daß der Maximal­ druck des Vorsteuerkreises auf der einen Seite des Wege­ ventils ansteht. Wird nun der Gegendruck aufgebracht, so steht dieser sowohl im Tankraum des Vorsteuergerätes als auch auf der Gegenseite des Wegeventils an. Da der Maximal­ druck des Vorsteuerkreises fest eingestellt ist, wird deshalb der Kolben des Wegeventils um einen bestimmten Betrag in Richtung Schließen verschoben. Damit erhält der am höchsten belastete Verbraucher zuerst weniger Arbeitsmittel, wird also zuerst in der Geschwindigkeit zurückgenommen. Es werden also der oder die am weitesten ausgesteuerten Wegeventile zuerst zurückgestellt, um den Zufluß zu reduzieren.With a fully actuated directional valve, the controller is piston of the pilot valve designed as a pressure reducing valve  device mechanically controlled so that the maximum pressure of the pilot circuit on one side of the way valve is present. If the back pressure is now applied, so is this both in the tank space of the pilot control unit and also on the opposite side of the directional valve. Because the maximum pressure of the pilot circuit is fixed therefore the piston of the directional control valve by a certain one Amount shifted towards closing. So that gets the most polluted consumer is less Work equipment, so first speed withdrawn. So it will be the one or the farthest actuated directional valves first reset to the Reduce inflow.

Falls weiterhin Unterversorgung besteht, wird der Gegen­ druck weiter ansteigen, somit erhöht sich der Tankdruck in den Vorsteuergeräten so lange, bis an dem zum nächst­ schnellsten Verbraucher gehörenden Vorsteuergerät durch die Tankvorspannung der Reglerkolben des Vorsteuergerätes auf Anschlag geht und somit wie vorstehend beschrieben der Wegeventilkolben zurückgeschoben werden kann.If there is still insufficient supply, the counterparty pressure continues to rise, thus increasing the tank pressure in the pilot control units until the next fastest consumer-owned pilot control unit the tank preload of the control piston of the pilot control unit goes to the stop and thus as described above the directional valve piston can be pushed back.

Diejenigen Wegeventile, die nur teilausgesteuert sind, behalten ihren Hub und damit ihre Arbeitsstellung bei, da zwar der Tankdruck bei Unterversorgung vorgespannt ist, aber beidseitig gleichmäßig auf den Wegeventilkolben wirkt.The directional control valves that are only partially modulated maintain their stroke and thus their working position, since the tank pressure is biased in the event of an insufficient supply, but acts equally on both sides of the directional valve piston.

Besonders bei Hydrauliksystemen, bei denen die Steuer­ energie nicht von einer Steuerölpumpe erzeugt wird, sondern aus dem Hauptkreis entnommen wird, bietet ein solches System ferner Vorteile hinsichtlich einer Ver­ ringerung der aufzuwendenden Steuerenergie.Especially with hydraulic systems where the tax energy is not generated by a control oil pump, but is taken from the main circle, offers a such system also benefits in terms of a ver reduction of the tax energy to be used.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous developments of the invention are in the Subclaims marked.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is below  hand of the drawing explained in more detail. It shows

Fig. 1 einen Schaltplan der Ventilanordnung und Fig. 1 is a circuit diagram of the valve assembly and

Fig. 2 ein Vorsteuerventil. Fig. 2 shows a pilot valve.

In der Zeichnung sind mehrere nicht dargestellte Verbraucher über Wegeventile 10 und vorgeschaltete Druckwaagen zur lastunabhängigen Steuerung an eine Pumpendruckleitung 12 und damit an eine Verstellpumpe 14 angeschlossen. Die hydraulische Verstelleinrichtung 15 der Pumpe wird in der bekannten Weise vom Pumpendruck und dem höchsten Last­ druck beaufschlagt, der über eine Wechselventilkette 16 an den Wegeventilen 10 abgegriffen wird und in der Signal­ leitung 17 ansteht. Mit steigendem Lastdruck soll die Pumpe 14 ausschwenken, um den erhöhten Förderstrombedarf zu liefern.In the drawing, several consumers, not shown, are connected via directional valves 10 and upstream pressure compensators for load-independent control to a pump pressure line 12 and thus to a variable displacement pump 14 . The hydraulic adjusting device 15 of the pump is pressurized in the known manner by the pump pressure and the highest load, which is tapped via a shuttle valve chain 16 on the directional control valves 10 and is present in the signal line 17 . As the load pressure rises, the pump 14 should swing out in order to supply the increased flow rate requirement.

Die Wegeventile 10 sind hydraulisch vorgesteuert. Der Vorsteuerdruck an den Anschlüssen ª bzw. b wird an Vorsteuerventilen 20 eingestellt. Die Vorsteuerventile 20 sind Druckminderventile in Dreiwegeausführung, die in der dargestellten Ruhestellung die Vorsteuerdruck­ leitungen 21 mit einer zum Tank T führenden Leitung 22 verbinden. Bei Handbetätigung der Ventilkolben in die Regelstellung gelangt zunehmend Steuerdruck aus der Leitung 23 in die Vorsteuerdruckleitungen 21 zur Ver­ stellung der Wegeventile. Die Handbetätigung erfolgt entgegen dem Vorsteuerdruck. Derartige Vorsteuerventile sind bekannt. Die der Handbetätigung zugekehrten Feder­ räume der Druckminderventile sind aber über eine Leitung 24 jeweils mit der Tankleitung 22 verbunden.The directional control valves 10 are hydraulically piloted. The pilot pressure at ports ª and b is set on pilot valves 20 . The pilot valves 20 are pressure reducing valves in three-way design, which connect the pilot pressure lines 21 with a line 22 leading to the tank T in the rest position shown. With manual actuation of the valve piston in the control position, control pressure increasingly comes from line 23 into the pilot pressure lines 21 for adjusting the directional control valves. Manual operation takes place against the pilot pressure. Such pilot valves are known. The manual actuation spring spaces of the pressure reducing valves are each connected via a line 24 to the tank line 22 .

Die Steuerdruckleitung 23 ist über ein Druckminderventil 30 an die Pumpendruckleitung 12 und die Tankleitung 22 aller Vorsteuerventile über ein Druckregelventil 31 mit der Steuerdruckleitung 23 verbunden. Außerdem ist die Tankleitung 22 mit einem Druckbegrenzungsventil 33 und die Steuerdruckleitung 23 mit einem Druckbegrenzungsventil 34 versehen. Das Druckregelventil 31 ist über eine Signal­ leitung 35 an die Pumpendruckleitung 12 und über eine Signalleitung 36 an die Lastmeldedruckleitung 17 ange­ schlossen. Es ist außerdem mit einer Feder 37 in die dargestellte Lage beaufschlagt, in der die Tankleitung 22 zum Tank T durchgeschaltet ist.The control pressure line 23 is connected via a pressure reducing valve 30 to the pump pressure line 12 and the tank line 22 of all pilot valves via a pressure control valve 31 to the control pressure line 23 . In addition, the tank line 22 is provided with a pressure relief valve 33 and the control pressure line 23 with a pressure relief valve 34 . The pressure control valve 31 is connected via a signal line 35 to the pump pressure line 12 and via a signal line 36 to the load signaling pressure line 17 . It is also loaded with a spring 37 in the position shown, in which the tank line 22 is connected to the tank T.

Die Wirkungsweise ist wie folgt: Solange die Pumpe 14 ausreichenden Druck aufbringt, bleibt das Druckregel­ ventil 31 in der dargestellten Lage, in der die Tank­ leitung 22 der Vorsteuerventile 20 zum Tank hin durch­ geschaltet ist. Bei Unterversorgung gerät das Druck­ regelventil 31 in den Regelbereich und die Tankleitung 22 wird über das Druckregelventil 31 an die Steuerdruck­ leitung 23 angeschlossen.The operation is as follows: As long as the pump 14 applies sufficient pressure, the pressure control valve 31 remains in the position shown, in which the tank line 22 of the pilot valves 20 is switched through to the tank. In sub-supply, the pressure control valve unit 31 in the control range and the tank line 22 via the pressure control valve 31 line 23 connected to the control pressure.

Durch den vorgespannten Tankdruck erhöht sich das Druck­ niveau in den zu den Wegeventilen führenden Leitungen 21. Damit die Vorsteuerventile trotz des vorgespannten Tank­ drucks in der eingestellten Lage bleiben, wird der vor­ gespannte Tankdruck über die Signalleitung 24 in den Federraum der Handbetätigungshebel geführt, um so das erhöhte Druckniveau in den Leitungen 21 auszugleichen. Damit bleiben die Vorsteuerventile in der gewählten Stellung.The prestressed tank pressure increases the pressure level in the lines 21 leading to the directional valves. So that the pilot valves remain in the set position despite the preloaded tank pressure, the preloaded tank pressure is routed via the signal line 24 into the spring chamber of the manual actuation lever, so as to compensate for the increased pressure level in the lines 21 . The pilot valves remain in the selected position.

Durch das erhöhte Druckniveau wird an den Wegeventilen nun folgende Verstellung vorgenommen. Bei Wegeventilen, in denen der Regelkolben des zugehörigen Vor­ steuerventils auf Anschlag steht, kann sich das erhöhte Druckniveau nur gegensinnig auswirken; d. h., das Wegeventil wird zurückgestellt und damit der Durchfluß zum Verbraucher vermindert. Bei teilausgesteuerten Wege­ ventilen wirkt das erhöhte Druckniveau gleichmäßig auf beiden Seiten, so daß die Einstellung des Wegeventils unverändert bleibt. Bei einem in Neutralstellung be­ findlichen Wegeventil wirkt der erhöhte Tankdruck eben­ falls auf beiden Seiten des Kolbens gleichmäßig, so daß das Wegeventil in der Sperrstellung bleibt.Due to the increased pressure level on the directional valves now made the following adjustment. With directional valves, in which the control piston of the associated front control valve is at the stop, it can increased pressure levels only have an opposite effect; d. that is Directional control valve is reset and thus the flow reduced to the consumer. With partially controlled paths valves, the increased pressure level acts evenly  both sides, so that the setting of the directional valve remains unchanged. With a be in neutral position The increased tank pressure has a sensitive directional control valve if even on both sides of the piston so that the directional control valve remains in the blocking position.

Eine Besonderheit besteht noch darin, daß bei Unterver­ sorgung und entsprechend erhöhtem Tankdruck ein Wegeven­ til sofort in Gegenrichtung umgeschaltet würde, falls ein Bruch in der Vorsteuerdruckleitung 21 auf der anderen Seite des Wegeventils auftritt. Damit würde der Ver­ braucher umgesteuert werden. Um dies zu vermeiden, muß der maximale Gegendruck so ausgewählt werden, daß er kleiner als der Steuerdruck ist, bei dem die zulauf­ seitige Steuerkante des Wegeventilkolbens öffnet.A special feature is that with Unterver supply and correspondingly increased tank pressure a Wegeven til would immediately be switched in the opposite direction if a break occurs in the pilot pressure line 21 on the other side of the directional valve. This would redirect the consumer. To avoid this, the maximum back pressure must be selected so that it is less than the control pressure at which the inlet-side control edge of the directional valve piston opens.

In Fig. 2 ist ein Vorsteuerventil 20 bekannter Bau­ weise im Schnitt dargestellt. Jeweils zwei mechanisch gleichzeitig über einen nicht dargestellten Hebel be­ tätigte Vorsteuerventile 20 bilden ein Vorsteuergerät. Es sind die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 ver­ wendet. Ein Stößel 40 wirkt über eine Feder 41 im Federraum 42 auf einen Regelkolben 43, der eine Innenbohrung 44 und radiale Bohrungen 45 aufweist. In der darge­ stellten Lage ist somit der Federraum 42 und die Steuerdruckleitung 21 mit der Tankleitung 22 ver­ bunden. Das zugeordnete Wegeventil ist nicht betätigt. Wird nun der Stößel 40 betätigt, so verschiebt sich der Regelkolben 43 über die Feder 41 und es kann nun Steuer­ druckmittel aus der Leitung 23 in die Steuerdruck­ leitung 21 zum Wegeventil strömen.In Fig. 2, a pilot valve 20 known construction is shown in section. In each case two pilot valves 20 actuated mechanically simultaneously via a lever, not shown, form a pilot device. The same reference numerals as in Fig. 1 are used. A plunger 40 acts via a spring 41 in the spring chamber 42 on a control piston 43 which has an inner bore 44 and radial bores 45 . In the Darge presented position, the spring chamber 42 and the control pressure line 21 is connected to the tank line 22 a related party. The assigned directional valve is not activated. If the tappet 40 is now actuated, the control piston 43 moves via the spring 41 and control pressure medium can now flow from the line 23 into the control pressure line 21 to the directional control valve.

Claims (5)

1. Ventilanordnung für mehrere hydraulische Verbraucher, mit einem hydraulisch verstellbaren Wegeventil (10) für jeden Verbraucher und einem Anschlüsse für einen Steuerdruck und zu einem Tank aufweisenden Vorsteuerventil (20) zum Einstellen des Vorsteuerdrucks zum Verstellen des zugeordneten Wegeventils (10), wobei Druckminderventile in Dreiwege- Ausführung als Vorsteuerventile (20) vorgesehen sind, bei denen die Verstellung des Regelkolbens aus der die Vorsteuerleitung (21) mit dem Tank verbindenden Stellung in den Regelbereich entgegen dem Vorsteuerdruck erfolgt, und mit einem von der Druckdifferenz zwischen dem Pumpendruck und dem Lastdruck des lastfühenden Verbrauchers sowie einer Feder (37) angesteuerten und auf die Vorsteuerventile wirkenden Druckregelventile (31), um bei nicht ausreichender Fördermenge der Pumpe über die Wegeventilkolben eine Durchflußverringerung zu den Verbrauchern zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Tank führenden Leitungen (22) der Vorsteuerventile (20) über das Druckregelventil (31) an die den Steuerdruck führende Leitung (23) angeschlossen sind, daß bei Unterversorgung von dem Druckregelventil (31) der Druck in den zum Tank führenden Leitungen (22) erhöht wird und daß gegensinnig zum Vorsteuerdruck die Regelkolben der Vorsteuerventile (20) mit dem Druck am Tankanschluß beaufschlagt sind.1.Valve arrangement for several hydraulic consumers, with a hydraulically adjustable directional valve ( 10 ) for each consumer and a connections for a control pressure and to a tank having pilot valve ( 20 ) for adjusting the pilot pressure for adjusting the associated directional valve ( 10 ), with pressure reducing valves in Three-way design as pilot valves ( 20 ) are provided, in which the control piston is moved from the position connecting the pilot line ( 21 ) to the tank into the control range against the pilot pressure, and with one of the pressure difference between the pump pressure and the load pressure of the load-carrying consumer and a spring ( 37 ) controlled and acting on the pilot valves pressure regulating valves ( 31 ) in order to bring about a reduction in flow to the consumers via the directional control valve pistons if the pump delivery rate is insufficient, characterized in that the lines leading to the tank gene ( 22 ) of the pilot valves ( 20 ) via the pressure control valve ( 31 ) to the line ( 23 ) carrying the control pressure are connected so that the pressure in the lines leading to the tank ( 22 ) is increased if the pressure control valve ( 31 ) is undersupplied and that the control pistons of the pilot valves ( 20 ) are acted upon in the opposite direction to the pilot pressure by the pressure at the tank connection. 2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil (31) in eine die Tankleitungen (22) der Vorsteuervetile (20) mit dem Tank verbindende Stellung und bei Unterversorgung in eine die Tankleitung mit der Steuerdruckleitung (23) verbindende Regelstellung verschiebbar ist. 2. Valve arrangement according to claim 1, characterized in that the pressure control valve ( 31 ) in one of the tank lines ( 22 ) of the pilot valves ( 20 ) with the tank connecting position and in the event of undersupply in a control position connecting the tank line with the control pressure line ( 23 ) . 3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuerventile (20) und das Druckregelventil (31) an ein an die Pumpendruckleitung (12) angeschlossenes Druckminderventil (30) angeschlossen sind.3. Valve arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the pilot valves ( 20 ) and the pressure regulating valve ( 31 ) are connected to a pressure reducing valve ( 30 ) connected to the pump pressure line ( 12 ). 4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tankleitungen (22) der Vorsteuerventile (20) an ein Druckbegrenzungsventil (33) angeschlossen sind.4. Valve arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the tank lines ( 22 ) of the pilot valves ( 20 ) are connected to a pressure relief valve ( 33 ). 5. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil (33) auf einen kleineren Druck als den Druck des Steuerbeginns des Hauptkolbens eingestellt ist.5. Valve arrangement according to claim 4, characterized in that the pressure limiting valve ( 33 ) is set to a lower pressure than the pressure at the start of control of the main piston.
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