DE4027047A1 - Ventilanordnung zur lastunabhaengigen steuerung mehrerer hydraulischer verbraucher - Google Patents
Ventilanordnung zur lastunabhaengigen steuerung mehrerer hydraulischer verbraucherInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung zur
lastunabhängigen Steuerung mehrerer, gleichzeitig betä
tigter hydraulischer Verbraucher, gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Aus dem Dokument DE 36 34 728 A1 ist eine Ventilanordnung
dieser Art bereits bekannt geworden. Derartige Ventilan
ordnungen dienen dazu, den Volumenstrom zum Verbraucher
bei unterschiedlicher Belastung konstant zu halten. In
die an eine gemeinsame Pumpe angeschlossene Zuleitung zu
dem jeweiligen Verbraucher ist jeweils ein Wegeventil zur
Richtungs- und Geschwindigkeitssteuerung, sowie stromab
des Wegeventils ein Drosselventil angeordnet, dessen Kol
ben vom jeweils höchsten Lastdruck der betätigten Ver
braucher und einer Feder in Schließrichtung und gegensin
nig vom Druck stromab des Wegeventils beaufschlagt ist.
Der jeweils höchste Lastdruck der Vielzahl von betätigten
Verbrauchern wird über eine gemeinsame Leitung, eine so
genannte Load-Sensing-Leitung, zu einer Verstelleinrich
tung der Verstellpumpe, d. h. einer Pumpe mit verstell
barem Volumenstrom geführt. Mit dieser Schal
tungsanordnung gelingt es, die Druckdifferenz am Wege
ventil, die damit als Meßdrossel wirkt, auch bei unter
schiedlichen Lastdrücken konstant zu halten und gleich
zeitig dafür zu sorgen, daß die zu den einzelnen Ver
brauchern führenden, von der Ventilanordnung einge
stellten Teilströme bei unterschiedlichen Belastungen im
konstanten Verhältnis zueinander bleiben. Dieses Verhält
nis der eingestellten Volumenströme bleibt mit dieser
Ventilanordnung auch dann konstant, wenn eine Unterver
sorgung des Systems vorliegt, d. h. wenn von der Druckmit
telquelle nicht genügend Volumenstrom zur Versorgung al
ler Verbraucher aufgebracht wird. In diesem Fall werden
alle Teilströme zu den einzelnen Verbrauchern im gleichen
Verhältnis zueinander reduziert.
Der schaltungsmäßige Aufbau dieser bekannten Ventilan
ordnung ist schematisch in Fig. 1 dargestellt, auf die
bereits an dieser Stelle Bezug genommen werden soll. Die
Verstellpumpe, die Hydraulikfluid aus einem Tank T an
saugt, ist mit 1 bezeichnet. Die Pumpe wird von einem
Pumpenregler 12 angesteuert, um das Fördervolumen in Ab
hängigkeit vom Druck in einer Lastmeldeleitung LS einzu
stellen. Die Versorgungsleitung ist mit 7 bezeichnet, wo
bei jedem Verbraucher - in Fig. 1 ist lediglich einer
durch das strichpunktierte Kästchen V angedeutet - eine
Verbraucher-Zweigleitung 7 1 bis 7x zugeordnet ist. In je
der Verbraucher-Zweigleitung ist hintereinander eine Meß
blende 6 und ein sogenannter Kompensator 3 in Form einer
Druckwaage angeordnet, deren Regelkante mit 4 bezeichnet
ist. Die Druckwaage wird in Schließrichtung von einer
Schließfeder 13 und dem momentanen Lastdruck in einer
Lastdruckleitung 10 und in Gegenrichtung vom Druck im
Versorgungsleitungsabschnitt 9 stromab der Meßblende 6 in
Durchschalterichtung beaufschlagt.
Bei dieser Ventilanordnung sind alle Elemente in gleicher
Nennweite ausgeführt, wodurch die Ansteuerung der einzel
nen Pilotventile bzw. Meßblenden verhältnismäßig komplex
wird. Darüber hinaus ist es mit einem solchen Aufbau der
Ventilanordnung schwierig, bei Bedarf Sonderfunktionen
des Steuerblocks zu realisieren, ohne einen aufwendigen
Kolbenaustausch in den einzelnen Ventilen vornehmen zu
müssen.
Um die Einstellung des Volumenstroms über Ventile mit
Kolben kleinerer Nennweite bewerkstelligen zu können,
wird in der DE-OS 34 28 403 eine Ventilanordnung vorge
schlagen, bei der das Wegeventil, d. h. die Meßblende als
zweistufiger Stromverstärker ausgebildet ist. Jedem Ver
braucher ist wiederum eine Druckwaage zugeordnet, die ei
nerseits mit dem Druck aus der Versorgungsleitung strom
auf des Wegeventils bzw. Vorsteuerventils und anderer
seits von einer Feder und vom Druck am Verbraucher beauf
schlagt ist.
Bei einer solchen Ausführung eines Stromreglers wird das
Druckgefälle an der Meßblende durch die Feder an der
Druckwaage bestimmt. Wenn somit mehrere Verbraucher par
allel betrieben werden und in diesem Fall mehr Volu
menstrom benötigt wird, als die Pumpe zu fördern in der
Lage ist, so wird derjenige Verbraucher mit dem höchsten
Lastdruck gegenüber den anderen Verbrauchern mit geringe
rem Lastdruck benachteiligt. Im einzelnen bekommt dieser
Verbraucher mit dem höchsten Lastdruck immer weniger Vo
lumenstrom, wodurch die Stellbewegungen langsamer werden
und schließlich ein Stillstand eintritt. Es ist somit
keine verhältnisgleiche Mengenreduzierung bei Unterver
sorgung der Verbraucher gegeben. Ein weiterer Nachteil
dieser bekannten Ventilanordnung ist wiederum darin zu
sehen, daß die Wegeventil-Hauptstufe und die Druckwaage
jeweils Kolben großer Nennweite benötigen. Da die Wege
ventil-Hauptstufe und auch die Vorsteuerstufe jeweils mit
4/3-Wege-Schieberkolben arbeiten, sind Sonderfunktionen
des Steuerblocks auch in diesem Falle nur durch Kolben
austausch zu realisieren.
Um bezüglich der vom Steuerblock zu realisierenden Funk
tionen eine größere Flexibilität bereitzustellen, wird in
der EP 00 79 870 B1 eine Ventilanordnung in sogenannter
"aufgelöster Bauweise" beschrieben. Hierbei ist die
Druckwaage als Ventil kleiner Baugröße ausgeführt. Die
Druckwaage hält einen Nebenstrom konstant, der über eine
Meßblende ebenfalls kleiner Nennweite geführt ist. Weil
allerdings auch in diesem Fall das Druckgefälle an der
Meßblende durch eine Feder bestimmt ist, die in Öffnungs
richtung auf die Druckwaage einwirkt, wird bei parallelem
Betrieb der Verbraucher und für den Fall, daß die Pumpe
den momentanen, erforderlichen Volumenstrom nicht bereit
stellen kann, derjenige Verbraucher mit dem höchsten
Lastdruck benachteiligt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
Ventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 zu schaffen, die es vom Aufbau her ermöglicht, Sonder
funktionen ohne aufwendigen Kolbenaustausch bereitzustel
len, wobei die Ansteuerung der den Verbraucherstrom ein
stellenden Hauptventile vereinfacht sein soll und nach
wie vor bei Unterversorgung mehrerer, parallel betriebe
ner Verbraucher keine Benachteiligung des lastdruckhöch
sten Verbrauchers gegenüber den anderen Verbrauchern er
folgt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentan
spruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird der Regelkante eine Verstärkerstufe
zugeordnet, die das einzige Bauteil der Ventilanordnung
großer Nennweite darstellt, das bei Betätigung eines Ver
brauchers durchströmt wird. Da nur ein Teilstrom über die
verstellbare Blende und die Regelkante geführt wird, kön
nen diese Elemente als Vorsteuerelemente in kleiner Nenn
weite ausgeführt werden. Durch Festlegung eines bestimm
ten Verhältnisses, beispielsweise von 10 : 1, der Öffnungs
querschnitte der Steuerkanten an der Regelkante einer
seits und an der Verstärkerstufe andererseits, ergibt
sich in der Leitung stromab der Regelkante und der Ver
stärkerstufe bei gleichen Drücken ein diesem Verhältnis
entsprechender, größerer Volumenstrom in der Hauptlei
tung. Stromab der Regelkante bzw. der Steuerkante an der
Verstärkerstufe können die beiden Volumenströme zusammen
geführt werden, so daß sich ein geregelter Gesamt-Vo
lumenstrom ergibt. Da die Steuerkante größeren Quer
schnitts über eine Ventileinrichtung versorgt wird, mit
der der Druck in der Hauptstromleitung auf den Druck
stromab der Meßblende reduziert wird, ergibt sich bei ei
nem konstanten Flächenverhältnis der Regelkante zur Steu
erkante der Verstärkerstufe ein konstantes Übersetzungs
verhältnis am Kompensator bzw. an der Druckwaage, da der
Druck stromauf der Druckwaage sowohl in der Hauptstrom
leitung als auch in der Nebenstromleitung auf gleichem
Niveau gehalten wird. Für die Vielzahl der einzelnen, zu
versorgenden Verbraucher ist lediglich ein einziges
Druckreduzierventil in der Hauptstromleitung erforder
lich, wodurch der schaltungstechnische Aufwand verhält
nismäßig begrenzt bleibt. Durch die erfindungsgemäße Ein
stellung eines verhältnismäßig großen Gesamt-Volumen
stroms indirekt durch ein Ventil, d. h. eine Meßblende
kleiner Nennweite ergibt sich die Möglichkeit, das Ventil
großer Nennweite nicht nur durch eine hydraulische Betä
tigung, sondern auch auf mechanischem, elektrischem,
elektrohydraulischem oder pneumatischem Wege anzusteuern.
Es können hierbei beispielsweise direkt wirkende Elektro
magneten zum Ansteuern der Meßblende bzw. eines entspre
chenden Pilotventils eingesetzt werden.
Durch die Aufteilung des zu steuernden Volumenstromes in
Haupt- und Nebenstrom sind Zusatzfunktionen der Ventilan
ordnung bzw. des diese Ventilanordnung aufnehmenden
Steuerblocks, wie z. B. Druckbegrenzungsfunktionen, Brems
ventilfunktionen bzw. Funktionen zur Verhinderung von Ka
vitationserscheinungen im Verzögerungsbetrieb der Ver
braucher, mit kleinen Ventilelementen realisierbar. Dies
eröffnet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die Ven
tilanordnung in sogenannter "aufgelöster Bauweise" auszu
führen, so daß ein aufwendiger Kolbenaustausch zur Si
cherstellung der oben genannten Zusatzfunktionen nicht
mehr erforderlich ist. Es können beispielsweise alle We
ge-Funktionen eines 4-Wegeventils einzeln oder gemeinsam
gesteuert und auf diese Weise Wegeverbindungen herge
stellt werden, die bislang nur durch Austausch der ent
sprechenden Ventilkolben großer Nennweite möglich wären.
Vorteilhafterweise wird die den Druck in der Haupt-Strom
leitung auf den Druck stromab der Meßblende reduzierende
Ventileinrichtung von einem Druckminderventil gemäß Pa
tentanspruch 2 gebildet. Da der Druck in der Neben-Strom
leitung stromab der Meßblende im eingeregelten Zustand
der Druckwaage gleich dem höchsten, im System auftreten
den Lastdruck zuzüglich eines geringen Drucks ist, der
zum Öffnen der Druckwaage erforderlich ist und durch die
Schließfeder vorbestimmt wird, ist diese Druckerhöhung
auch im Bereich des Druckreduzierventils sicherzustellen,
was durch die Abstimmung der Druckfeder auf die Schließ
feder der Druckwaage geschieht.
Das erfindungsgemäße Prinzip, den Hauptstrom lastdruck
unabhängig durch die Regelbewegungen einer Druckwaage
einzustellen, die sich in einer Neben-Stromleitung befin
det, läßt sich ebenso in der Rücklaufleitung eines Ver
brauchers in sinnvoller Weise verwerten. Dieser Gedanke
ist Gegenstand des Patentanspruchs 5. Mit dieser Ventil
anordnung läßt sich die Ablaufseite eines Verbrauchers
ebenfalls lastdruckunabhängig ansteuern. Auch in diesem
Fall sind die beiden Regelkanten starr miteinander ver
bunden, wobei das Verhältnis der Öffnungsquerschnitte zu
einander fest vorgegeben ist. Es ergeben sich auf diese
Weise auch auf der Ablaufseite die vorstehend beschriebe
nen schaltungstechnischen Vorteile hinsichtlich der
Realisierung von Sonderfunktionen des Steuerblocks.
Mit der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 wird mit sehr
einfachen Maßnahmen ein Abfallen der Last verhindert. Das
Stauventil sorgt hierbei dafür, daß sich bei unbetätigtem
Vorsteuerventil nicht nur in der Haupt-Ablaufleitung,
sondern auch in der Neben-Ablaufleitung ein Druck auf
baut, der die Druckwaage in Schließrichtung Verschiebt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Ventilanordnung, ins
besondere im Hinblick auf die Bereitstellung weiterer,
zusätzlicher Funktionen zur bestmöglichen Absicherung der
Ventilanordnung im Verzögerungsbetrieb der Verbraucher,
d. h. im Hinblick auf die Verminderung der Kavitationsan
fälligkeit des Steuerblocks, sind Gegenstand der Patent
ansprüche 8 bis 17.
Die Schaltungsanordnung gemäß Patentanspruch 8 führt da
zu, daß sich beim Senken des Verbrauchers eine Ablauf
steuernut am Kolben des Bremsventils erst dann zu öffnen
beginnt, wenn der Druck im zugehörigen Zulaufkanal hoch
genug ist, um den Kolben gegen die Feder und den Druck im
Rücklaufkanal zu verschieben. Neben einem lastdruckunab
hängigen Absenken der Last am Verbraucher wird auf diese
Weise verhindert, daß in der Verbraucher-Zulaufleitung
ein Füllungsmangel dadurch entsteht, daß unter Einwirkung
einer schweren Last am Verbraucher mehr Volumenstrom über
die Rücklaufleitung zum Tank fließt als über die Zulauf
leitung zum Verbraucher.
Das Bremsventil ist in vorteilhafter Weise als stetig
verstellbares 2/2-Wegeventil ausgebildet, wodurch der
schaltungstechnische Aufwand möglichst klein gehalten
werden kann.
Eine weitere besondere Art der lastdruckabhängigen Steue
rung des rücklaufenden Volumenstroms ist Gegenstand des
Patentanspruchs 13. Diese Variante unterscheidet sich von
der Rücklaufsteuerung gemäß Patentanspruch 7 dadurch, daß
zusätzlich ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen ist, das
ebenfalls in kleiner Nennweite ausgeführt werden kann und
gegen die Kraft einer Schließfeder in Öffnungsrichtung
vom Druck in der Bypassleitung stromab der festen Drossel
beaufschlagt ist. Wenn in diesem Fall der Verbraucher
druck in der Verbraucherleitung über den an der Schließ
feder des Druckbegrenzungsventils eingestellten Wert
steigt, öffnet das Druckbegrenzungsventil, so daß ein Vo
lumenstrom aus der Verbraucherleitung über die feste
Drossel zum Tank strömen kann. Hierdurch baut sich am
Ventilkolben des in der Rücklaufleitung eingegliederten
2/2-Wegeventils ein Kräfteungleichgewicht auf, wodurch
dieses Ventil öffnet und auf diese Weise die überschüs
sige Menge aus dem Verbraucherkanal zum Tankkanal gelei
tet wird.
Mit der Weiterbildung gemäß Patentanspruch 14 wird mit
einfachen schaltungstechnischen Maßnahmen erreicht, daß
das 2/2-Wegeventil auch dann öffnet, wenn der Druck im
Rücklaufkanal um einen der Kraft der Schließfeder ent
sprechenden Wert höher ist als der Druck im Verbrau
cherkanal. Es ergibt sich auf diese Weise eine sogenannte
"Einspeisefunktion", d. h. eine Absicherung der Ventilan
ordnung gegen Kavitationserscheinungen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Ventilanordnung im Hin
blick auf eine funktionssichere Lastmeldung sind Ge
genstand der Patentansprüche 15 bis 17. Insbesondere die
Weiterbildung nach Patentanspruch 16 führt zu dem beson
ders vorteilhaften Effekt, daß das Volumen zum Auffüllen
der zur Verstellpumpe führenden Lastmeldeleitung einer
seits und zu den Druckwaagen andererseits im Moment der
Lastmeldung nicht durch die Last, sondern durch die Pumpe
eingespeist wird, wodurch wirksam ein Absacken der Last
beim Anheben vermieden wird.
Eine andere Maßnahme zur Sicherstellung des Auffüllens
der zur Verstellpumpe führenden Lastmeldeleitung aus dem
Verbraucher-Zulaufkanal ist Gegenstand des Patentan
spruchs 17.
Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen meh
rere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ventilanordnung
herkömmlicher Bauart zur lastdruckunab
hängigen Steuerung mehrerer, gleichzeitig
betätigter, hydraulischer Verbraucher;
Fig. 2 in einer der Fig. 1 ähnlichen Darstellung
einen Teilbereich des Blockschaltbilds der
Ventilanordnung in einer ersten Ausfüh
rungsform der Erfindung;
Fig. 3 ein Blockschaltbild der Ventilanordnung ge
mäß einer zweiten Ausführungsform der Er
findung mit zusätzlichen Elementen zum Sen
ken eines einfach wirkenden Verbrauchers;
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer dritten Ausfüh
rungsform der Ventilanordnung mit zusätz
lichen Elementen zum Heben und Senken von
zwei einfach wirkenden Verbrauchern;
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer vierten Ausfüh
rungsform der Ventilanordnung, die zum
Steuern von doppelt wirkenden Verbrauchern
herangezogen wird;
Fig. 6 ein Blockschaltbild einer fünften Ausfüh
rungsform der Ventilanordnung zum Steuern
von mindestens zwei doppelt wirkenden Ver
brauchern, wobei besondere Pilotventile
Verwendung finden; und
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer sechsten Aus
führungsform der Ventilanordnung mit einer
von der Ausführungsform gemäß Fig. 6 sich
unterscheidenden Art der Lastmeldung.
Zur Vereinfachung werden in der folgenden Beschreibung
diejenigen Elemente, die in den einzelnen Ausführungs
formen der Erfindung im wesentlichen die gleiche Funktion
erfüllen, mit identischen Bezugszeichen bezeichnet.
Bei der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist wiederum
eine Verstellpumpe 1 vorgesehen, deren Fördervolumen un
ter Zuhilfenahme eines Pumpenreglers 12 veränderbar ist.
Der Pumpenregler 12 wird durch eine Lastmeldeleitung LS
angesteuert, die den Lastdruck des Verbrauchers in der
Versorgungsleitung 15 führt. Der zum Verbraucher V füh
rende Fluidstrom Q31 setzt sich zusammen aus einem Haupt
strom Q21 und einem Nebenstrom Q11, wobei der Haupt-Strö
mungsmittelstrom Q1 durch eine Haupt-Pumpenzuleitung 8
und der Neben-Strömungsmittelstrom Q2 durch die Versor
gungsleitung 7 zum Kompensator bzw. zur Druckwaage 3 ge
führt ist. Die in Fig. 2 gezeigte Aufteilung der Strö
mungsmittel-Volumenströme erfolgt für jeden Verbraucher
in der gleichen Weise, so daß aus Gründen der Vereinfa
chung lediglich die Versorgung eines Verbrauchers darge
stellt ist. Von der Haupt-Pumpenzuleitung 8 zweigt am
Punkt 8 1 ein Leitungsabschnitt 11 ab, der zu einem An
schluß der Druckwaage 3 geführt ist. In gleicher Weise
zweigt von der Versorgungsleitung 7 ein Versorgungslei
tungsabschnitt 9 ab, der zu einem weiteren Anschluß der
Druckwaage 3 führt.
In der Neben-Strömungsmittelleitung 7, 9 ist eine ver
stellbare Blende, d. h. eine Meßblende 6 angeordnet, über
die eine Steuerung des Volumenstroms zum Verbraucher vor
genommen wird.
Die Regelkante der Druckwaage 3 ist mit 4 bezeichnet.
Parallel hierzu ist an der Druckwaage 3 eine Steuerkante
5 angeordnet, die als Vertärkerstufe fungiert. Die Öff
nungsquerschnitte der beiden Steuerkanten 4 und 5 stehen
in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander, wobei die
ses Verhältnis beispielsweise 1 : 10 beträgt. Gegen die
Kraft der Schließfeder 13 und den Druck in der Lastdruck
leitung 10 wirkt auf der anderen Seite der Druckwaage 3
über eine Steuerleitung 9 1 der Druck im Versorgungslei
tungsabschnitt 9. Es wird demgemäß durch die verstellbare
Blende 6 und durch die Regelkante 4 der Druckwaage 3 ein
konstanter Teil-Fluidstrom eingehalten. Aufgrund des vor
bestimmten, konstanten Verhältnisses der Öffnungsquer
schnitte der beiden Steuerkanten 4 und 5, ergibt sich bei
gleichen Drücken ein diesem Verhältnis entsprechender Vo
lumenstrom im Leitungsabschnitt 11, der durch die Regel
bewegungen der Druckwaage über die Steuerkante 5 mit grö
ßerem Querschnitt geregelt wird. Die beiden Volumenströme
Q11 und Q21 werden stromab der beiden Regelkanten 4, 5
zusammengeführt, wodurch sich ein geregelter Gesamt-Vo
lumenstrom Q31 ergibt. Voraussetzung hierfür ist aller
dings neben einem konstanten Flächenverhältnis der glei
che Druck in den Leitungsabschnitten 9 und 11. Damit sich
der Druckabfall an der Meßblende 6 im Versorgungslei
tungsabschnitt 9 auch im Leitungsabschnitt 11 einstellt,
der den Haupt-Volumenstrom führt, ist in die Haupt-Pum
penzuleitung eine Druckreduziereinrichtung 2 eingebaut,
das den durch den Pumpenregler 12 geregelten Druck in der
Versorgungsleitung 8 auf die Höhe des Drucks im Versor
gungsleitungsabschnitt 9 reduziert. Der Kolben des Druck
minderventils 2 wird einerseits von der Druckfeder und
dem Druck in der Lastmeldeleitung LS und andererseits vom
eingeregelten Druck in der Haupt-Pumpenzuleitung 8 beauf
schlagt.
Da der Druck im Versorgungsleitungsabschnitt 9 im einge
regelten Zustand der Druckwaage 3 gleich dem höchsten, im
System auftretenden Lastdruck zuzüglich eines geringen
Druckwertes ist, der zum Öffnen der Druckwaage 3 erfor
derlich und durch die Schließfeder 13 vorgegeben ist, ist
die Federkraft der mit 14 bezeichneten Druckfeder des
Druckminderventils 2 an die Kennlinie der Schließfeder 13
anzupassen bzw. auf diese abzustimmen, so daß die durch
die Feder 13 hervorgerufene Druckerhöhung in gleicher
Weise am Druckminderventil 2 durch die Druckfeder 14 er
zeugt wird.
Mit diesem Aufbau der Ventilanordnung kann dementspre
chend ein verhältnismäßig großer Gesamt-Volumenstrom
durch ein Ventil kleiner Nennweite, nämlich durch die
Meßblende 6 eingestellt werden. Dies bietet neben der
hydraulischen Betätigung die Möglichkeit einer mechani
schen, elektrischen, elektrohydraulischen oder pneuma
tischen Ansteuerung eines Ventils großer Nennweite, d. h.
der Haupt-Steuerkante 5 der Druckwaage 3. Es können auf
diese Weise direkt wirkende Elektromagneten zum Ansteuern
der Meßblende bzw. eines entsprechenden Pilotventils ein
gesetzt werden.
Die Maximalmenge des Strömungsmittels zum Verbraucher
anschluß wird durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Ven
tilanordnung durch die Wahl des Vorsteuerkolbens an der
Meßblende 6 sowie durch das Übersetzungsverhältnis an der
Druckwaage 3 bestimmt. Die Charakteristik der Versor
gungskennlinie wird alleine durch die Wahl des Vorsteuer
kolbens bestimmt. Da über diese Meßblende lediglich ein
kleiner Neben-Volumenstrom geführt wird, ist in diesem
Bereich lediglich ein Ventil kleiner Nennweite erforder
lich. Wenn dementsprechend der Verlauf der Kennlinie des
Steuerblocks für mehrere Verbraucher geändert werden
soll, müssen Elemente größerer Nennweite nicht geändert
werden, wodurch sich eine erhöhte Flexibilität der Ven
tilanordnung hinsichtlich des Einsatzgebietes ergibt.
Durch die Aufzweigung des zu steuernden Volumenstroms in
Haupt- und Nebenstrom sowie die Realisierung der Wege-
Funktionen durch 2-Wege-Funktionen von 2-Stellungs-Venti
len ergibt sich automatisch eine sogenannte "aufgelöste
Bauweise" der Ventilanordnung. Die üblicherweise mögli
chen Wegefunktionen eines 4/3-Wegekolbens können bei ei
nem 4-Wegeventil in aufgelöster Bauweise vervielfacht
werden, wodurch die Möglichkeit eröffnet wird, alle Wege-
Funktionen beispielsweise eines 4-Wegeventils einzeln
oder gemeinsam zu steuern und so Wegeverbindungen herzu
stellen, die ansonsten nur durch Austausch der Ventilkol
ben möglich wären.
Bei Parallelbetrieb mehrerer Verbraucher ist durch die
erfindungsgemäße Verschaltung der Elemente dabei nach wie
vor dafür gesorgt, daß die eingestellten Teil-Volu
menströme bei unterschiedlicher Belastung und für den
Fall, daß eine Unterversorgung durch die Verstellpumpe 1
vorliegt, konstant im gleichen Verhältnis zueinander re
duziert werden.
Dadurch, daß erfindungsgemäß die Nennweite des Pilot
ventils 6 erheblich gegenüber derjenigen der Steuerkante
5 reduziert ist, kann die Meßblende 6 sogar im Deckel des
Steuerblocks, und damit leicht zugänglich untergebracht
werden, wodurch nicht nur der Aufbau des Steuerblocks
vereinfacht, sondern auch das Auswechseln des Steuerkol
bens erleichtert wird.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 eine
weitere Ausführungsform der Ventilanordnung beschrieben,
die sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 2 im wesent
lichen dadurch unterscheidet, daß besondere Vorkehrungen
zum Senken eines einfach wirkenden Verbrauchers getroffen
sind und sowie durch eine andere Lastdruck-Signalführung
zur Verstellpumpe 1 vorliegt. Bei dieser Ausführungsform
ist mit dem Bezugszeichen 100 ein einfach wirkender
Hydraulik-Motor bezeichnet, der von einer Zulaufleitung
15 mit Hydraulikfluid versorgt wird. Eine Ablaufleitung
ist mit 17 bezeichnet. Mit strichpunktierten Linien ist
eine Zulaufseite 101 und eine Ablaufseite 102 bezeichnet.
Die Zulaufseite 101 unterscheidet sich - was die Versor
gung des Verbrauchers 100 mit Strömungsmittel anbelangt -
im wesentlichen nicht von der Ausführungsform gemäß Fig.
2. Es soll deshalb aus Gründen der Vereinfachung der Be
schreibung nicht näher darauf eingegangen werden. In der
Ablaufseite 102 sind Maßnahmen zum lastdruckabhängigen
Absenken der Last am Verbraucher 100 getroffen. Zu diesem
Zweck ist in die Ablaufleitung 17, die zur Tankleitung 46
führt, ein stetig verstellbares 2/2-Wegeventil 30 einge
baut, das eine Sperrstellung und eine Durchgangsstellung
hat. Der Hauptkolben des 2/2-Wegeventils 30 wird in
Schließrichtung durch eine Schließfeder 27 und durch den
Druck in einer Bypassleitung 17 1 stromab einer Blende 39
und stromauf eines Pilotventils 28 beaufschlagt. Die By
passleitung 17 1 umgeht das 2/2-Wegeventil, wobei dem Pi
lotventil 28 eine feste Blende 39 vorgeschaltet ist.
Bei Betätigung des Pilotventils 28 fließt über die By
passleitung 17 1 ein vorbestimmter Volumenstrom zur
Tankleitung 46. Aufgrund der Blende 39 entsteht beim Öff
nen dieses Ablauf-Pilotventils 28 auf den beiden Steuer
seiten des 2/2-Wegeventils ein Kräfte-Ungleichgewicht,
das bewirkt, daß der Kolben des 2/2-Wegeventils 30 in die
Öffnungsrichtung verschoben wird. Die Last am Verbraucher
100 kann somit abgesenkt werden.
Die Lastmeldung bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 er
folgt derart, daß das Volumen zum Füllen der Last
meldeleitung LS aus der Pumpenzuleitung 7, 9 entnommen
wird, so daß ein ungewolltes Abfallen der Last wirksam
vermieden wird. Zu diesem Zweck ist zwischen der Steu
erleitung 9 1 und der zum Pumpenregler 12 führenden Last
meldeleitung LS ein Druckmeldeventil 51 geschaltet, das
als stetig verstellbares 2/2-Wegeventil ausgebildet ist.
In der in Fig. 3 gezeigten Schaltstellung erfolgt eine
Verbindung der Steuerleitung 9 1 mit der Lastmeldeleitung
LS. In der anderen Schaltstellung wird diese Verbindung
unterbrochen. Der Kolben des Druckmeldeventils 51 wird
auf der einen Seite vom Druck in der Lastmeldeleitung LS
beaufschlagt und auf der anderen Seite vom am Verbraucher
wirkenden Lastdruck in der Versorgungsleitung 15. Wenn
der Druck P15 in der Versorgungsleitung 15 vor dem Ver
braucher größer wird als Druck in der zur Pumpe führenden
Lastmeldeleitung LS, so wird der Kolben des Druckmelde
ventils 51 in die Durchgangsstellung verschoben, so daß
der Druck P9 im Versorgungsleitungsabschnitt 9 über die
Steuerleitung 9 1 in die Lastmeldeleitung LS und über ein
Wechselventil 50 in die Lastdruckleitung 10 zur Druck
waage 3 gemeldet wird.
Erreicht der Meldedruck in der Lastdruckleitung 10 die
Höhe des tatsächlichen Lastdrucks in der Versorgungs
leitung 15, so wird die Verbindung zwischen den Lei
tungsabschnitten 9 und 10 angedrosselt bzw. abgesperrt.
Es kann dementsprechend der Druck in der Lastdruckleitung
10 nicht höher werden als der tatsächliche Lastdruck in
der Versorgungsleitung. Bei allen anderen parallel betä
tigten Verbrauchern mit niedrigeren Lastdrücken wirkt der
Druck in der Lastdruckleitung 10 über das Wechselventil
50 auf die Federseite der zugehörigen Druckwaage 3. Die
ser Druck wirkt in Schließrichtung auf die Druckwaage, so
daß die Lasthaltefunktion sicher gewährleistet ist, falls
der Zulaufdruck abfällt.
Fig. 4 zeigt eine der Fig. 3 ähnliche Ausführungsform
der Ventilanordnung, wobei jedoch zusätzliche Elemente
zum Heben und Senken von zwei einfach wirkenden Ver
brauchern 100, 200 vorgesehen sind. Die jeweiligen Zu
laufseiten 101 und 201 der Ventilanordnung gemäß Fig. 4
entsprechen im wesentlichen denjenigen gemäß Fig. 3, so
daß zur Beschreibung dieser Ausführungsform identische
Bezugszeichen im Bereich der Zulaufseiten verwendet wer
den. Im Bereich der Ablaufseite 102 entsprechen die Ver
hältnisse ebenfalls der Ausführungsform gemäß Fig. 3.
Auch in diesem Fall ist in der Ablaufleitung 17 ein vor
gesteuertes 2/2-Wegeventil 30 eingegliedert.
Hinsichtlich der Ablaufseite 202 des Verbrauchers 200 be
steht allerdings ein Unterschied zur Ausführungsform ge
maß Fig. 3. Bei der Ventilanordnung gemäß Fig. 4 arbei
tet die Ablaufseite 202 des Verbrauchers 200 last
druckunabhängig, indem ein verstellbarer Stromregler An
wendung findet, der nachstehend näher erläutert werden
soll:
Der verstellbare Stromregler besteht aus einer ver
stellbaren Drossel 26 kleiner Nennweite und einer Druck
waage 40, die eine Regelkante 41 kleiner Nennweite und
eine Regelkante 42 großer Nennweite aufweist. Beide Re
gelkanten sind miteinander gekoppelt, vorzugsweise starr
miteinander verbunden, wobei das Verhältnis ihrer Öff
nungsquerschnitte zueinander vorbestimmt ist. Insofern
ist der Kolben der Druckwaage 40 ähnlich aufgebaut wie
derjenige der Druckwaage 3 in der Zulaufseite. Der Druck
im Leitungsabschnitt 43 stromauf der Meßblende 26 wirkt
in Schließrichtung der Druckwaage 40 entgegen der Kraft
der Regelfeder 44. Der Druck im Leitungsabschnitt 45
stromab der Meßblende 26 wirkt über die Steuerleitung 45 1
gleichsinnig mit der Regelfeder 44 in Öffnungsrichtung
der Druckwaage derart, daß bei konstantem Druck in der
Tankleitung 46, stromauf der Meßblende 26 ein der Kraft
der Feder entsprechend höherer Druck herrscht und damit
der Volumenstrom bei gleichbleibender Öffnung der Meß
blende 26 ebenfalls konstant ist.
Mit 47 ist eine Ablauf-Hauptleitung bezeichnet, die von
der Haupt-Regelkante 42 großer Nennweite beaufschlagt
ist. In dieser Leitung 47 ist ein Stauventil 48 ange
ordnet, das dafür sorgt, daß sich bei unbetätigtem Vor
steuerventil 26 zum einen in der Leitung 47, aber auch im
Leitungsabschnitt 43 ein Druck aufbauen kann, der die
Druckwaage 40 in Schließrichtung gegen die Kraft der Fe
der 44 verschiebt. Mit dieser Maßnahme wird wirksam ver
hindert, daß die Last ungewollt abfallen kann.
Die Lastmeldung erfolgt bei der Ventilanordnung gemäß Fig.
4 derart, daß der im Verbraucheranschluß 49 wirkende
Druck P49 über das Wechselventil 50 gleichsinnig mit der
Feder 13 in Schließrichtung auf den Kompensator 3, d. h.
die Druckwaage 3, einwirkt. Es ist dementsprechend auch
bei dieser Ausführungsform eine Lasthaltefunktion gewähr
leistet, falls der Zulaufdruck abfällt. Wie bei der Aus
führungsform gemäß Fig. 3 wird auch bei der Variante der
ventilanordnung gemäß Fig. 4 der Druck im Verbraucheran
schluß 49 an das Druckmeldeventil 51 signalisiert, dessen
Kolben dann in die Durchgangsstellung verschoben wird,
wenn der Druck im Verbraucheranschluß 49 höher wird als
derjenige in der zur Pumpe 1 führenden Lastmeldeleitung
LS. In diesem Verschiebezustand des Druckmeldeventils 51
wird der Druck im Versorgungsleitungsabschnitt 9 in die
Lastdruckleitung 10 gemeldet. Erst wenn dieser Meldedruck
10 die Höhe des tatsächlichen Lastdrucks im Verbrau
cheranschluß 49 erreicht, wird die Verbindung zwischen
den Leitungsabschnitten 9 und LS angedrosselt bzw. ab
gesperrt. Auch insoweit liegen bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 4 ähnliche Verhältnisse wie bei derjenigen
gemäß Fig. 3 vor, so daß - um Wiederholungen zu ver
meiden - auf die Funktionsbeschreibung des Ausführungs
beispiels gemäß Fig. 3 verwiesen wird.
Die Ausführungsform der Ventilanordnung gemäß Fig. 5
entspricht hinsichtlich der Anordnung der Steuerelemente
weitestgehend derjenigen gemäß Fig. 4. Die Besonderheit
dieser Ausführungsform liegt darin, daß sie zum Steuern
mehrerer doppelt wirkender Verbraucher 300 dient, wobei
aus Gründen der Vereinfachung der Darstellung in Fig. 5
lediglich ein solcher Verbraucher gezeigt ist. Auch bei
dieser Ausführungsform sind diejenigen Elemente, die mit
den Bauteilen der vorstehend beschriebenen Ausführungs
form vergleichbar sind, mit gleichen Bezugszeichen be
zeichnet.
Für beide Steuerräume des doppelt wirkenden Verbrauchers
300 ist jeweils im Zulauf ein verstellbarer Stromregler
3, 6 vorgesehen, auf den hier allerdings nicht näher ein
gegangen werden soll, da er sämtlichen, vorstehend be
schriebenen Ausführungsformen gemeinsam ist und anhand
dieser Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben wor
den ist. Da bei im Zulauf angeordneten Druckwaagen im
Senkbetrieb des Verbrauchers die Gefahr von Kavitation im
Bereich der Zulaufseite besteht, sind bei dieser Ausfüh
rungsform besondere Maßnahme ergriffen, um den Verbrau
cher in Lastrichtung geregelt betreiben zu können, ohne
daß die Gefahr von Kavitation im Zulauf besteht. Zu die
sem Zweck ist in der Ablaufseite 302 ein Bremsventil 60
vorgesehen, das als stetig verstellbares 2/2-Wegeventil
ausgeführt ist, dessen Kolben in Schließrichtung vom
Druck in der Tankleitung 46 und einer Schließfeder 61,
und in Öffnungsrichtung vom Druck im anderen Steuerraum
des Verbrauchers 301 beaufschlagt ist. Hierdurch wird be
wirkt, daß beim Senken des Verbrauchers 300, was durch
Einstellen eines Volumenstroms an der Meßblende 16 ge
schieht, sich die mit 62 bezeichnete Ablaufsteuernut des
entsprechenden Bremsventils 60 erst dann zu öffnen be
ginnt, wenn der Druck im Zulaufkanal 301 hoch genug ist,
um den Kolben des Bremsventils gegen die Kraft der Feder
61 und den Druck in der Tankleitung 46 zu verschieben.
Man kann auf diese Weise ein lastdruckunabhängiges Absen
ken des Verbrauchers erreichen und zuverlässig verhin
dern, daß in der Verbraucher-Zulaufleitung 301 ein Fül
lungsmangel dadurch entsteht, weil durch das Einwirken
einer schweren Last mehr Volumenstrom in die Rücklauflei
tung 302 zum Tank fließt als über die Zulaufleitung 301
zum Verbraucher.
Auch die Ausführungsform der Ventilanordnung gemäß Fig.
6 dient zum Steuern von mindest zwei doppelt wirkenden
Verbrauchern und sie entspricht insoweit weitestgehend
der Ausführungsform gemäß Fig. 5. Abweichend von der zu
vor beschriebenen Ausführungsform sind jedoch jedem dop
pelt wirkenden Verbraucher zwei Pilotventile 70 und 71
zugeordnet, die als 4-Wege-3-Stellungsventile ausgeführt
sind. Das Pilotventil 70 erfüllt die Schaltfunktionen von
P nach A und von A nach T, während das Pilotventil 71 die
Schaltfunktionen von P nach B und von B nach T steuert.
Der Volumenstrom vom Verbraucher A1 wird durch die Meß
blende 6 und die Druckwaage 3 geregelt, während der rück
laufende Volumenstrom vom Verbraucher A1 lastdruckabhän
gig in ähnlicher Weise gesteuert wird, wie dies bei der
Ausführungsform gemäß Fig. 3 der Fall ist, d. h. durch
eine verstellbare Blende 28 und ein Rücklaufventil 30.
Mit 72 ist ein Druckbegrenzungsventil bezeichnet, das
ebenfalls als Ventil kleiner Nennweite ausgebildet ist.
Die Verschaltung erfolgt derart, daß dann, wenn der Ver
braucherdruck in der zum Verbraucher A1 führenden Ver
braucherleitung 77 höher wird als ein durch die Feder 76
eingestellter Schwellwert, dieses Druckbegrenzungsventil
72 öffnet, so daß über die Blende 39 ein bestimmter volu
menstrom aus der Verbraucherleitung 77 zum Tank strömen
kann. Hierdurch entsteht am Ablaufkolben des 2/2-Wegeven
tils 30 ein Kräfteungleichgewicht, so daß dieses Ventil
öffnet und auf diese Weise die überschüssige Menge aus
dem Verbraucherkanal 77 in einen Tankkanal 78 absteuert.
Das Rücklaufventil 30 öffnet darüber hinaus jedesmal
dann, wenn der Druck im Tankkanal 78 um einen von der
Kraft der Feder 27 eingestellten Wert höher liegt als der
Druck im Verbraucherkanal 77. Dies geschieht deshalb,
weil in diesem Fall ein in den Leitungsabschnitt 78 1 ein
gebautes Rückschlagventil öffnet und sich aufgrund einer
Drossel 74 im Leitungsabschnitt 75 ein höherer Druck an
staut als auf der Schließseite des Ablaufventils, die vom
Leitungsabschnitt 79 beaufschlagt ist. Auf diese Weise
wird durch die Verschaltung gemäß Fig. 6 eine sogenannte
"Einspeisefunktion" in die Verbraucherleitung 77 sicher
gestellt, mit der wirksam Kavitationserscheinungen ausge
schlossen werden können.
Die Lastmeldung erfolgt auf folgende Art und Weise:
Der Druck in der Verbraucherleitung 77 wird über die Lei
tung 85 zum Pilotventil 70 geführt und steht dort an. Es
ist dafür Sorge getragen, daß bei Betätigung des Pilot
ventils dieser Lastdruck zum Wechselventil 84 und von
dort weiter zum Wechselventil 82 gemeldet wird. Von dort
erfolgt eine Durchschaltung des Lastdrucks zu einem
Druckreduzierventil 80. Gleichzeitig gelangt der am Wech
selventil 82 anstehende Druck zum Wechselventil 81 und
von dort in die Lastdruckleitung 10 zur Federseite der
Druckwaage 3.
Das Wechselventil 84 meldet einerseits den Lastdruck und
versperrt andererseits die Signalentlastung zum Tank. Das
Wechselventil 82 meldet bei Parallelbetrieb mehrerer Ver
braucher den jeweils höchsten Lastdruck zum Pumpenregler
12. Das Wechselventil 81 meldet einerseits den Lastdruck
des jeweiligen Verbrauchers oder andererseits den Last
meldeleitungsdruck LS in der zum Pumpenregler 12 führen
den Leitung 83.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht dementsprechend
hervor, daß der höchste Lastdruck an das Druckreduzier
ventil 80 gemeldet wird, das im Eingangselement ange
ordnet sein kann. Dabei wirkt das Druckreduzierventil 80
wie folgt:
Der Kolben des Druckreduzierventils 80 verbindet die
Lastmeldeleitung 83 mit einem Zweig 7 2 der Versorgungs
leitung 7 und verschließt diese wieder, sobald der Druck
in der Leitung 83 dem Druck im vom Wechselventil 82 kom
menden Leitungsabschnitt 87 entspricht. Dementsprechend
wird das Volumen zum Auffüllen der Meldeleitungen zur
Pumpe 1 einerseits und zu den einzelnen Druckwaagen ande
rerseits im Moment der Lastmeldung nicht durch die Last,
sondern durch die Verstellpumpe 1 erbracht. Dadurch wird
beim Einleiten einer Anhebebewegung der Last deren Absac
ken wirksam vermieden.
Eine weitere Ausführungsform der Ventilanordnung wird
schließlich noch anhand Fig. 7 erläutert. Diese Ven
tilanordnung entspricht weitestgehend derjenigen gemäß
Fig. 6, wobei allerdings eine andere Art der Lastmeldung
realisiert ist.
Der Lastdruck, beispielsweise im Verbraucheranschluß A1
wird bei dieser Ausführungsform bei Betätigung des zu
gehörigen Pilotventils durch die Leitung 85 an ein Load-
Sensing-Meldeventil 90 gemeldet, wobei hierzu die Verbin
dungsleitung 86 herangezogen wird. Das Load-Sensing-Mel
deventil 90 ist als stetig verstellbares 4/2-Wegeventil
ausgebildet, dessen Kolben einerseits vom Druck in der
Verbindungsleitung 86 und andererseits vom Lastmeldedruck
LS in der Leitung 83 beaufschlagt ist. Bei Betätigung des
Pilotventils wird aufgrund des sich in die Leitung 86
fortpflanzenden Lastdrucks das LS-Meldeventil 90 in Öff
nungsrichtung verschoben, so daß eine Verbindung zur
Lastdruckleitung 10 hergestellt wird. Diese Lastdrucklei
tung 10 ist - wie bei den zuvor beschriebenen Ausfüh
rungsformen - mit der Schließseite der betreffenden
Druckwaage 3 verbunden. Außerdem besteht in der Öffnungs
stellung des LS-Meldeventils 90 eine Verbindung zwischen
dem Druck im Versorgungsleitungsabschnitt 9 und der Last
meldeleitung 83 zur Verstellpumpe 1. Folglich wird das
Volumen zum Auffüllen der Lastmeldeleitung 83 ebenfalls
nicht aus einem Verbraucherkanal, sondern aus dem von der
Pumpe 1 gespeisten Versorgungsleitungsabschnitt 9 entnom
men. Wenn der Druck P83 in der Lastmeldeleitung 83 die
Höhe des tatsächlichen Lastdrucks überschreitet, der in
der Verbindungsleitung 86 herrscht, verschiebt sich der
Kolben des LS-Meldewentils 90 derart, daß die Verbindung
zwischen dem Versorgungsleitungsabschnitt 9 und der Last
meldeleitung 83 angedrosselt wird, mit der Folge, daß der
Druck in der Lastmeldeleitung 83 immer gleich dem
tatsächlichen Lastdruck ist.
Bei allen anderen Verbrauchern mit jeweils niedrigerem
Lastdruck verschiebt sich der zugehörige Kolben des
LS-Meldeventils 90 wegen des höheren Druckes in der Last
meldeleitung 83 in diejenige Schaltstellung, in der die
Leitungen 83 und 10 miteinander verbunden sind und die
Verbindung zwischen dem Leitungsabschnitt 86 und der
Lastdruckleitung 10 versperrt ist. Die Federräume aller
den Verbrauchern mit niedrigeren Lastdrücken zugeordneten
Druckwaagen sind dementsprechend mit der Lastmeldeleitung
83 verbunden. Lediglich der Federraum der Druckwaage des
lasthöchsten Verbrauchers ist vom momentanen Lastdruck
beaufschlagt, der über die Leitungen 85 und 86 gemeldet
wird.
Die Erfindung schafft somit eine Ventilanordnung zur
lastunabhängigen Steuerung mehrerer gleichzeitig betä
tigter, hydraulischer Verbraucher, bei der jede Verbrau
cherleitung über eine Druckwaage geführt ist, deren Kol
ben gegen die Kraft einer Schließfeder und dem jeweils
höchsten Lastdruck der Verbraucher vom Druck stromab ei
ner Meßblende in Öffnungsstellung verschiebbar ist, wobei
der jeweils höchste Lastdruck gleichzeitig an einer
Stelleinrichtung einer die Verbraucher speisenden Ver
stellpumpe anliegt. Um unter Vereinfachung der Ansteu
erung der Hauptventile die Voraussetzung dafür zu schaf
fen, daß Sonderfunktionen der Ventilanordnung durch ein
fache schaltungstechnische Maßnahmen realisiert werden
können, wobei bei einer Unterversorgung der Ventilanord
nung durch die Pumpe keine Benachteiligung des lasthöch
sten Verbrauchers alleine erfolgen soll, wird die Druck
waage und die Meßblende in einer Nebenstromleitung ange
ordnet, die lediglich einen Bruchteil des Verbraucher-
Hauptvolumenstroms führt. Der Hauptvolumenstrom wird über
eine die Regelbewegungen der Druckwaage mitausführende
Steuerkante größeren Querschnitts geregelt, welche über
eine Ventileinrichtung versorgt wird, mit der der Druck
in einer Haupt-Versorgungsstromleitung auf den Druck
stromab der Meßblende reduziert wird.
Claims (17)
1. Ventilanordnung zur lastunabhängigen Steuerung
mehrerer gleichzeitig betätigter hydraulischer Verbrau
cher, bei der jede Verbraucherleitung über eine Druck
waage geführt ist, deren Kolben gegen die Kraft einer
Schließfeder und dem jeweils höchsten Lastdruck der Ver
braucher vom Druck stromab einer Meßblende in Öff
nungsstellung verschiebbar ist, wobei der jeweils höchste
Lastdruck gleichzeitig an einer Stelleinrichtung einer
die Verbraucher speisenden Verstellpumpe anliegt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Druckwaage (3) und die Meßblende
(6; 16) in einer Neben-Versorgungsstromleitung (7, 9)
liegen, die einen Bruchteil des Verbraucher-Hauptvolumen
stroms (Q11) führt, der über eine die Regelbewegungen der
Druckwaage (3) mitausführende Steuerkante (5) größeren
Querschnitts geregelt wird, welche über eine Ventilein
richtung (2) versorgt wird, mit der der Druck in einer
Haupt-Versorgungsstromleitung (8) auf den Druck (P9)
stromab der Meßblende (6; 16) reduziert wird.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ventileinrichtung (2) von einem Druck
minderventil gebildet ist, über das der Hauptvolumenstrom
(Q2) aller Verbraucher (V; 100; 200; 300) geführt ist,
wobei die Druckfeder (14) des Druckminderventils (2) auf
die Schließfeder (13) der Druckwaage (3) abgestimmt ist.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lastdrücke der einzelnen Ver
braucher (V; 100; 200; 300) über eine Wechselventilkette
(50; 84, 81) auf die Schließseite der jeweiligen Druck
waagen (3) geführt sind.
4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die die Meßblende bildenden
Ventile (6) so aufgebaut sind, daß die Wege-Funktionen
ausschließlich durch Verwendung von 2-Stellungsventilen
mit 2-Wege-Funktionen erfüllt sind, die vorzugsweise ste
tig verstellbar sind.
5. Ventilanordnung, insbesondere nach einem der An
sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rück
laufleitung (49) von zumindest einem Verbraucher (200)
ein verstellbarer Stromregler (26, 40) eingegliedert ist,
der eine verstellbare Meßblende (26) und eine dieser vor
geschaltete Druckwaage (40) mit zwei parallelen Regelkan
ten (41, 42) unterschiedlicher Nennweite mit vorbestimm
ten Nennweitenverhältnis aufweist, wobei der Druck zwi
schen der Regelkante (41) kleiner Nennweite und der ver
stellbaren Meßblende (26) entgegen der Kraft einer Regel
feder (44) in Schließrichtung und der Druck stromab der
Meßblende (26) gleichsinnig mit der Regelfeder (44) in
Öffnungsrichtung der Druckwaage (40) wirkt.
(Fig. 4)
6. Ventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Regelkante (42) größerer Nennweite mit
einer Haupt-Ablaufleitung (47) in Verbindung steht, in
der ein Stauventil (48) angeordnet ist, wobei sich der
Staudruck stromauf des Stauventils (47) bei geschlossener
Meßblende über die Regelkante (41) kleinerer Nennweite in
die zur verstellbaren Blende (26) führende Neben-Ablauf
leitung (43) fortpflanzt.
(Fig. 4)
7. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß zum lastdruckabhängigen Ent
leeren eines einfach wirkenden Verbrauchers (100) in die
Rücklaufleitung (17) ein stetig verstellbares 2/2-Wege
ventil (30) eingebaut ist, dessen Kolben vom Lastdruck in
der Rücklaufleitung (17) gegen die Kraft einer Schließfe
der (27) in Öffnungsrichtung und auf der Schließseite vom
Druck in einer Bypassleitung (17 1) beaufschlagt ist, der
zwischen einer festen Drossel (39) und einem stromab ge
legenen Pilotventil (28) herrscht.
(Fig. 3, 4)
8. Ventilanordnung, insbesondere nach einem der An
sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum last
druckunabhängigen Entlasten eines doppelt wirkenden Ver
brauchers (300) in die Rücklaufleitung (302) ein Brems
ventil (60) eingegliedert ist, das in Schließrichtung vom
Tankdruck (P46) und von der Kraft einer Feder (61) und in
Öffnungsrichtung vom Druck im jeweils anderen Steuerraum
(P301) des Verbrauchers (300) beaufschlagt ist.
(Fig. 5)
9. Ventilanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Bremsventil als stetig verstellbares
2/2-Wegeventil (60) ausgebildet ist.
10. Ventilanordnung, insbesondere nach einem der An
sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meldung
des Lastdrucks in die zur Verstellpumpe (1) führende
Lastmeldeleitung (LS; 83) über ein 2/2-Wegeventil (51)
erfolgt, das einerseits vom Lastdruck des zugehörigen
Verbrauchers (100) und andererseits vom Druck in der zur
Verstellpumpe (1) führenden Lastmeldeleitung (LS) beauf
schlagt ist und so lange in einer den Druck stromab der
Meßblende (6) in die Lastmeldeleitung (LS) einspeisenden
Durchgangsstellung gehalten wird, bis der Druck in der
zur Verstellpumpe (1) führenden Lastmeldeleitung (LS) den
tatsächlichen Lastdruck (P15) erreicht hat.
(Fig. 3, 4)
11. Ventilanordnung nach Anspruch 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß das 2/2-Wegeventil (51) stetig ver
stellbar ist.
12. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung zumindest ei
nes doppelt wirkenden Verbrauchers (300) die Meßblende
(6) in einem 4/3-Wegeventil (70; 71) ausgebildet ist.
13. Ventilanordnung, insbesondere nach Anspruch 12,
mit einer lastdruckabhängigen Steuerung des rücklaufenden
Volumenstroms nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Schließfederseite des als Ablaufventil
wirkenden stetig verstellbaren 2/2-Wegeventils (30) und
einem Tankkanal (78) ein Druckbegrenzungsventil (72)
kleiner Nennweite angeordnet ist, das gegen die Kraft ei
ner vorzugsweise einstellbaren Schließfeder (76) vom
Druck in der Bypassleitung (79) stromab der festen Dros
sel (39) beaufschlagt ist.
(Fig. 6)
14. Ventilanordnung nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Tankleitung (78) mit der Verbrau
cher-Versorgungsleitung (77) über eine Steuerleitung
(78 1) in Verbindung steht, in der ein zur Verbraucher
leitung (77) öffnendes Rückschlagventil (73) vorgesehen
ist, wobei der auf das Ablaufventil (30) gegen die
Schließfeder (27) einwirkende Lastdruck zwischen dem
Rückschlagventil (73) und einer Drossel (74) abgegriffen
wird.
15. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß über das 4/3-Wegeventil
(70) bei dessen Betätigung der Lastdruck an eine Wech
selventilkette (84, 82) gemeldet wird, mit der der je
weils höchste Lastdruck der Verbraucher einer Last
meldeleitung (83) zum Pumpenregler (12) aufprägbar ist.
(Fig. 6)
16. Ventilanordnung nach Anspruch 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß der jeweils höchste Lastdruck auf ein
Druckreduzierventil (80) einwirkt, über das bei Unter
schreiten des Drucks in der Lastmeldeleitung (83) so
lange Hydraulikflüssigkeit aus der Versorgungsleitung
(7 2) in die Lastmeldeleitung (83) einspeisbar ist, bis
der Druck in der Lastmeldeleitung den tatsächlichen Last
druck erreicht hat.
17. Ventilanordnung nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß über das 4/3-Wegeventil (70) bei dessen
Betätigung der Lastdruck (P85) an ein Meldeventil (90)
geleitet wird, das als stetig verstellbares 2/2-Wegeven
til ausgebildet ist, welches gegen den Druck in einer zum
Pumpenregler (12) führenden Lastmeldeleitung (83) vom mo
mentanen Lastdruck aus einer die Lastmeldeleitung (83)
mit der Schließseite der Druckwaage (3) verbindenden
Stellung in eine zweite Schaltstellung verschiebbar ist,
in der die Lastmeldeleitung (83) mit der Nebenstrom-Ver
braucherleitung (9) stromauf der Druckwaage (3) und die
Schließseite der Druckwaage (3) mit der den Lastdruck
führenden Leitung (86) verbunden ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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