DE4324177B4 - Hydraulische Steuervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Hydraulische Steuervorrichtung (1) mit wenigstens einem Wegesteuerventil (5, 6), das an eine Pumpen- und eine Rücklaufleitung (13, 15; 14, 16) angeschlossen ist und von dem wenigstens eine Verbraucherleitung (9, 10, 11, 12) zu einem Hydroverbraucher (7, 8) führt, mit einer die Pumpenleitung (13, 15) versorgenden Regelpumpe (19), einem gegebenenfalls in der Pumpenleitung (13, 15) stromauf des Wegesteuerventils (5, 6) angeordneten Zulaufregler (37), mit einem an einen Regelanschluss (20) der Regelpumpe (19) und den Zulaufregler (37) angeschlossenen Steuerkreis (23, 23', 23''), in dem ein mit dem Lastdruck in einer Verbraucherleitung (9 bis 12) entsprechender Steuerdruck aufbaubar ist, und mit einem im Betrieb bestromtenNOT-AUS-Magnetventil (17) zum Abregeln der Regelpumpe (19) zumindest bei Stromausfall, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Regelpumpe (19) und der Pumpenleitung (15, 13) und dem Regelanschluss (20) der Regelpumpe (19) und dem Steuerkreis (23, 23', 23'') ein Trennventil (18) vorgesehen ist, das in seiner ersten, durch Federkraft (36) bewirkten Schaltstellung die Regelpumpe (19) von der Pumpenleitung (15, 13) trennt und den Regelanschluss (20) mit dem Rücklauf (26, 41) verbindet, in einer zweiten Schaltstellung hingegen die Regelpumpe (19) mit der Pumpenleitung (15, 13) und den Regelanschluss (20) mit dem Steuerkreis (23, 23', 23'') verbindet, dass das NOT-AUS-Magnetventil (17) ein Druck-Vorsteuerventil für das Trennventil (18) ist, wobei das NOT-AUS-Magnetventil (17) in der bestromten einen Schaltstellung eine Hilfssteuerleitung (27) mit einer Vorsteuerleitung (33) zum Trennventil (18) und in der unbestromten, durch Federkraft (31) hergestellten anderen Schaltstellung die Vorsteuerleitung (33) mit dem Rücklauf (26, 41) verbindet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
  • Derartige hydraulische Steuervorrichtungen werden beispielsweise in Kränen oder Mobilkränen und bei anderem Hebezeug mit mehreren zu bewegenden Komponenten verwendet, um die Hydroverbraucher in ihrer Arbeitsgeschwindigkeit und Richtung über die Wegesteuerventile entsprechend zu steuern. Als Druckquelle dient eine Regelpumpe, deren Fördermenge mittels des den Lastdruck repräsentierenden Steuerdrucks an den jeweiligen Bedarf angepasst wird. Regelpumpen haben jedoch die Eigenart, dass sie in abgeregeltem Betriebszustand einen Grunddruck von beispielsweise 20 Bar im System aufrechterhalten. Bei einer NOT-AUS-Betätigung wird bei noch verstelltem Wegesteuerventil die Regelpumpe abgeregelt. Es kann dann jedoch in unerwünschter Weise der Grunddruck der Regelpumpe ausreichen, über das Wegesteuerventil den Hydroverbraucher noch zu verstellen, was eine Beschädigung oder eine Gefahrensituation herbeiführen kann. Ist ein Zulaufregler vorgesehen, dann kann dieser bei noch aktivem Steuerkreis Druckmittel in das Wegesteuerventil und von diesem zum Hydroverbraucher gelangen lassen.
  • Bei einer aus DE 37 10 699 C1 bekannten hydraulischen Steuervorrichtung ist im Pumpenregelkreis, unabhängig davon, ob zur Druckversorgung eine Konstantpumpe oder eine Regelpumpe vorgesehen ist, ein Magnetventil enthalten. Das Magnetventil ist im Betrieb bestromt und trennt in seiner einen Schaltstellung den Regelkreis vom Tank, so dass die den Verbrauchern zugeleitete Druckmittelmenge in Abhängigkeit vom Steuerdruck im Regelkreis eingestellt wird. Im Fall eines Stromausfalls geht das Magnetventil unter Federkraft in seine andere Schaltstellung, in welcher der Regelkreis zum Tank entlastet ist und keine lastdruckabhängige Einstellung der Druckmittelmenge mehr er folgt, sondern von der Druckquelle kommendes Druckmittel zum Tank abströmt. Dabei bleibt die Druckquelle mit der zu Verbrauchern führenden Druckleitung verbunden.
  • Bei einer aus DE 26 49 793 bekannten Sicherheitssteuerung für eine hydraulische Presse sind den Richtungs-Steuerventilen zweier Hydraulikzylinder magnetbetätigte Druckvorsteuerventile zugeordnet, die die Stellungen der Richtungssteuerventile einstellen. Zwischen der Druckquelle und dem Tank ist ein druckvorgesteuertes Ablassventil vorgesehen, zwischen dessen Druckvorsteuerseite und dem Tank ein magnetbetätigtes Ventil die Funktion hat, bei Stromausfall eine Verbindung von der Druckquelle zum Tank herzustellen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der bei einer NOT-AUS-Betätigung unerwünschte oder gefährliche Nachlaufbewegungen eines oder mehrerer Hydroverbraucher vermieden werden.
  • Die gestellte Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Bei einer NOT-AUS-Betätigung wird die Regelpumpe vom Trennventil von der Pumpenleitung getrennt. Der Pumpengrunddruck kann Hydroverbraucher nicht ungewollt oder unkontrolliert betätigen. Eine Einflussnahme des Trennventils auf das normale Steuerverhalten ist ausgeschlossen, da das Trennventil eingreift, wenn tatsächlich eine NOT-AUS-Betätigung erfolgt ist, nach der die Steuervorrichtung ohnedies inaktiv bzw. hydraulisch blockiert ist. Da das Trennventil bei Betätigung des NOT-AUS-Magnetventils zusätzlich auch den Regelanschluss der Regelpumpe abtrennt, wird in der abgeregelten Betriebsstellung der Regelpumpe deren ungewolltes Verstellen vermieden. Eine Erhö= hung des Steuerdrucks im Steuerkreis, die, z.B. aus dem Anhalten eines Hydroverbrauchers bei der NOT-AUS-Betätigung resultiert, gewinnt so keinen Einfluss auf die Regelpumpe. In der ersten, durch Federkraft bewirkten Schaltstellung des Trennventils (bei einer NOT-AUS-Betätigung des NOT-AUS-Magnetventils) werden die Regelpumpe von der Pumpenleitung und der Regelanschluss der Regelpumpe vom Steuerkreis getrennt. In der bei Bestromung des NOT-AUS-Magnetventils (normaler Betrieb) über die Vor steuerleitung eingestellten anderen Schaltstellung des Trennventils sind hingegen die Regelpumpe mit der Pumpenleitung und der Regelanschluss der Regelpumpe mit dem Steuerkreis verbunden. Die Fördermenge der Regelpumpe richtet sich dann, z.B., nach dem jeweiligen Steuerdruck im Steuerkreis. Das NOT-AUS-Magnetventil spricht nicht nur bei einer aufgrund einer Notsituation willkürlich herbeigeführter Betätigung an, sondern auch aufgrund eines Stromausfalls. Bei einer NOT-AUS-Betätigung wird die zum Trennventil Vorsteuerleitung zum Rücklauf entlastet, so dass das Trennventil unter der Federkraft in seine erste Schaltstellung gelangt und die Regelpumpe und deren Regelanschluss isoliert.
  • Wenn gemäß Anspruch 2 das NOT-AUS-Magnetventil in der eigenen Hilfssteuerleitung angeordnet ist, arbeitet es zur Betätigung des Trennventils unabhängig von den Betriebszuständen in der Steuervorrichtung bzw. im Steuerkreis. Dabei steht am NOT-AUS-Magnetventil stets genügend Druck zum ordnungsgemäßen Betätigen des Trennventils an, wenn die Hilfssteuerleitung direkt von der Regelpumpe versorgt wird.
  • Gemäß Anspruch 3 ist das Trennventil ein schnellansprechendes, klein bauendes und funktionssicheres 4/2-Wege-Schaltventil, während das NOT-AUS-Magnetventil ein 3/2-Wegeschaltventil ist, das nur mit kleinen Steuerdruckmittelmengen zurecht zu kommen braucht.
  • Wichtig sind gemäß Anspruch 4 Leckageleitungen, über die eventuell durchleckendes Druckmittel abströmt und keine ungewollte Verstellung des NOT-AUS-Magnetventils und/oder des Trennventils bewirken kann.
  • Die Handbetätigung gemäß Anspruch 5 ermöglicht zur Probe oder in einem Notfall auch eine manuelle Betätigung des Trennventils.
  • Vorteilhafte Kompaktheit und die einfache Montage nur einer Ventileinheit sind gemäß Anspruch 6 möglich.
  • Anhand der Zeichnung wird eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigt:
  • 1 ein Blockschaltbild eines Teils einer hydraulischen Steuervorrichtung.
  • Eine hydraulische Steuervorrichtung 1 für einen Kran, einen Mobilkran oder ein anderes Hebezeug weist miteinander verbundene und kommunizierende Anschlußblöcke 2, 3 und gegebenenfalls 4 auf. In den Anschlußblöcken 3 und 4 ist jeweils ein Wegesteuerventil 5, 6 enthalten, beispielsweise ein sogenanntes Proportional-Schiebersteuerventil mit Magnetbetätigung und/oder Handbetätigung und/oder Druckvorsteuerung. An das Wegesteuerventil 5 ist ein Hydroverbraucher 7, z.B. ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder angeschlossen; an das Wegesteuerventil 6 ist ein Hydroverbraucher 8, z.B. ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder angeschlossen, und zwar jeweils über zwei Verbraucherleitungen 9, 10 bzw. 11, 12. An der anderen Seite jedes Wegesteuerventils 5 ist eine Pumpen leitung 13 und eine Rücklaufleitung 14 angeschlossen, die parallel mit einer Hauptpumpenleitung 15 und einer Hauptrücklaufleitung 16 zu einem Rücklauf 41 verbunden sind. In jeder Pumpenleitung 13 ist bei dieser Ausführungsform der Steuervorrichtung 1 ein Zulaufregler 37 angeordnet. Dem Wegesteuerventil 6 ist ferner eine Sicherheits-Abschalt-Ventilgruppe 38 zugeordnet, die bei Überschreiten einer Last/Hubgrenze anspricht und den in Richtung auf die Last/Hubgrenze bewegten Hydroverbraucher 8 stillsetzt.
  • An die Hauptpumpenleitung 15 ist eine Regelpumpe 19 angeschlossen, die einen Regelanschluß 20 aufweist, an dem die Fördermenge der Regelpumpe 19 eingestellt wird.
  • In den Verbraucherleitungen 9, 10; 11, 12 sind Lastdruckanzapfstellen 21, 22 vorgesehen, aus denen ein Steuerkreis 23', 23'', 23 mit einem dem höheren Lastdruck entsprechenden Steuerdruck versorgt wird. Der Regelanschluß 20 der Regelpumpe 19 ist über eine Leitung 25 an den Steuerkreis 23, 23', 23'' angeschlossen, wobei in den Steuerkreis 23, 23', 23'' integrierte Wechselventile 24 den jeweils höheren Lastdruck in den Teil 23 des Steuerkreises 23, 23', 23'' einspeisen. Im Anschlußblock 2 sind die Regelpumpe 19 an eine Nebenpumpenleitung 15a und der Rücklauf 41 an eine Nebenrücklaufleitung 16a angeschlossen. Ferner ist im Anschlußblock 2 ein Not-Aus-Magnetventil 17 und ein diesem zugeordnetes Trennventil 18 angeordnet. Zwischen den Nebenleitungen 15a und 16a ist ein System-Druckbegrenzungsventil 39 vorgesehen. Zum Einstellen eines vorbestimmten Hilfssteuerdrucks in einer Hilfssteuerleitung 27 kann ein Druckminderventil 40 vorgesehen und an die Nebenleitung 15a angeschlossen sein. Gegebenenfalls ist die Nebenleitung 15a aber nur durch eine Querverbindung 20' mit der Hilfssteuerleitung 27 verbunden.
  • Eine zum Rücklauf 41 führende Hilfsrücklaufleitung 26 ist mit Leckageleitungen 32 beispielsweise vom Not-Aus-Magnetventil 17, vom Trennventil 18 und vom Druckminderventil 20 verbunden.
  • Das Not-Aus-Magnetventil 17 ist ein 3/2-Wegeventil 29 mit einem Betätigungsmagneten 30 und einer diesem entgegenwirkenden Rückstellfeder 31. Das Not-Aus-Magnetventil 17 ist über die Leckageleitung 32 mit der Rücklaufshilfsleitung 26 einerseits und mit der Hilfssteuerleitung 27 andererseits verbunden, die von der Regelpumpe 19 direkt mit Steuerdruck versorgt ist. Eine Ausgangs-Vorsteuerleitung 33 führt vom Not-Aus-Magnetventil 17 zur Steuereingangsseite des Trennventils 18, das als 4/2-Wegeventil 34 ausgebildet ist, eine Handbetätigung 35 aufweist und durch eine Rückstellfeder 36 entgegen dem Vorsteuerdruck in der Vorsteuerleitung 33 belastet ist.
  • Das Not-Aus-Magnetventil 17 nimmt im nichtbestromten Zustand die in 1 dargestellte Schaltstellung ein, in der die Vorsteuerleitung 33 mit der Hilfsrücklaufleitung 26 verbunden und demzufolge das Trennventil 18 durch die Rückstellfeder 36 in der gezeigten Schaltstellung gehalten ist. In dieser Schaltstellung trennt das Trennventil 18 die Regelpumpe 19 von der Pumpenleitung 15. Die Leitung 25 ist an die Rücklaufhilfsleitung 26 angeschlossen und entlastet. Der Steuerkreis 23 , 23', 23'' ist vom Regelanschluß 20 getrennt.
  • Wird das Not-Aus-Magnetventil 17 bestromt (normaler Be trieb), dann geht es in seine zweite Schaltstellung, in der die Hilfssteuerleitung 27 mit der Vorsteuerleitunq 33 zum Trennventil 18 verbunden ist. Der aufkommende Steuerdruck verstellt das Trennventil 18 in seine zweite Schaltstellung, in der die Regelpumpe 19 mit der Pumpenleitung 15 und der Regelanschluß 20 über die Leitung 25 mit dem Steuerkreis 23, 23', 23'' verbunden ist.
  • Bei einer Not-Aus-Betätigung kehrt das Not-Aus-Magnetventil 17 in die in 1 gezeigte Schaltstellung zurück, so daß die Vorsteuerleitung 33 zur Hilfsrücklaufleitung 26 entlastet und das Trennventil 18 durch die Rückstellfeder 36 in die dargestellte Schaltstellung verstellt wird, in der die Regelpumpe 19 wieder vom Steuerkreis 23 und von der Pumpenleitung 15 getrennt ist. Nach einer Not-Aus-Betätigung kann das von der Regelpumpe 19 geförderte Druckmittel selbst bei noch offenen Zulaufreglern 37 und noch verstellten Wegesteuerventilen 5, 6 nicht zu den Hydroverbrauchern 7, 8 gelangen.
  • Das Not-Aus-Magnetventil 17 kann mit dem Trennventil 18 zu einer einfachen Baueinheit zusammengefaßt und in den Anschlußblock 2 eingesetzt sein. Es ist auch denkbar, das Not-Aus-Magnetventil 17 mit dem Trennventil 18 direkt an die Regelpumpe 19 anzubauen.

Claims (6)

  1. Hydraulische Steuervorrichtung (1) mit wenigstens einem Wegesteuerventil (5, 6), das an eine Pumpen- und eine Rücklaufleitung (13, 15; 14, 16) angeschlossen ist und von dem wenigstens eine Verbraucherleitung (9, 10, 11, 12) zu einem Hydroverbraucher (7, 8) führt, mit einer die Pumpenleitung (13, 15) versorgenden Regelpumpe (19), einem gegebenenfalls in der Pumpenleitung (13, 15) stromauf des Wegesteuerventils (5, 6) angeordneten Zulaufregler (37), mit einem an einen Regelanschluss (20) der Regelpumpe (19) und den Zulaufregler (37) angeschlossenen Steuerkreis (23, 23', 23''), in dem ein mit dem Lastdruck in einer Verbraucherleitung (9 bis 12) entsprechender Steuerdruck aufbaubar ist, und mit einem im Betrieb bestromten NOT-AUS-Magnetventil (17) zum Abregeln der Regelpumpe (19) zumindest bei Stromausfall, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Regelpumpe (19) und der Pumpenleitung (15, 13) und dem Regelanschluss (20) der Regelpumpe (19) und dem Steuerkreis (23, 23', 23'') ein Trennventil (18) vorgesehen ist, das in seiner ersten, durch Federkraft (36) bewirkten Schaltstellung die Regelpumpe (19) von der Pumpenleitung (15, 13) trennt und den Regelanschluss (20) mit dem Rücklauf (26, 41) verbindet, in einer zweiten Schaltstellung hingegen die Regelpumpe (19) mit der Pumpenleitung (15, 13) und den Regelanschluss (20) mit dem Steuerkreis (23, 23', 23'') verbindet, dass das NOT-AUS-Magnetventil (17) ein Druck-Vorsteuerventil für das Trennventil (18) ist, wobei das NOT-AUS-Magnetventil (17) in der bestromten einen Schaltstellung eine Hilfssteuerleitung (27) mit einer Vorsteuerleitung (33) zum Trennventil (18) und in der unbestromten, durch Federkraft (31) hergestellten anderen Schaltstellung die Vorsteuerleitung (33) mit dem Rücklauf (26, 41) verbindet.
  2. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das NOT-AUS-Magnetventil (17) an die Hilfssteuerleitung (27) angeschlossen ist, welche stromauf des Trennventils (18) direkt aus der Regelpumpe (19) versorgbar ist.
  3. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das NOT-AUS-Magnetventil (17) ein 3/2-Wege-Schaltventil (29) und das Trennventil (18) ein 4/2-Wege-Schaltventil (34) ist.
  4. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das NOT-AUS-Magnetventil (17) und das Trennventil (18) jeweils betätigungsseitig über Leckageleitungen (32) mit dem Rücklauf (26, 41) verbunden sind.
  5. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennventil (18) zusätzlich eine Handbetätigung (35) aufweist.
  6. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das NOT-AUS-Magnetventil (17) mit dem Trennventil (18) baulich zu einer Ventileinheit zusammengefasst ist.
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