DE4328283C2 - Hydraulischer Steuerkreis - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein den Be­ reich der hydraulischen Steuerung, und sie betrifft insbe­ sondere einen hydraulischen Steuerkreis einer lastunabhän­ gigen hydraulischen Wegeventilanordnung (im folgenden auch "hydraulischer Verteiler des Typs mit lastunabhängiger Durchsatzverteilung" genannt).

Aus der DE 40 05 967 A1 ist ein hydraulischer Steuerkreis zum lastunabhängigen Steuern einer Mehrzahl von Verbrau­ chern bekannt. Jedem Verbraucher ist eine Druckwaage zuge­ ordnet, welche von dem von einer Hydraulikpumpe bereitge­ stellten Druck in Öffnungsrichtung und von dem höchsten der an den Verbrauchern auftretenden Lastdrücke in Schließrich­ tung beaufschlagt ist. Dieser höchste Lastdruck wird gemäß der DE 40 05 967 A1 mittels einer Wechselventilkette be­ stimmt und einem Druckminderventil als Steuerdruck zuge­ führt. Die Eingangsseite dieses Druckminderventils ist mit der Druckleitung der Hydraulikpumpe verbunden, und seine Ausgangsseite ist mit den Druckwaagen sowie der Steuerlei­ tung der Hydraulikpumpe verbunden.

Auch aus der DE 36 03 630 A1 und der DE 36 34 728 C2 ist jeweils ein hydraulischer Steuerkreis zum lastunabhängigen Steuern einer Mehrzahl von Verbrauchern bekannt, bei wel­ chem der höchste an den Verbrauchern auftretende Lastdruck mittels einer Wechselventilkette bestimmt und an einen Reg­ ler der Hydraulikpumpe weitergeleitet wird, der in Gegen­ richtung von dem Pumpendruck beaufschlagt ist.

Aus der DE 34 21 502 A1 ist es grundsätzlich bekannt, den einem Regler der Hydraulikpumpe zuzuführenden höchsten Lastdruck der Verbraucher mittels eines Wegeventils zu bestimmen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, welche in zuverlässiger Weise die Steuerung einer lastunab­ hängigen hydraulischen Wegeventilanordnung gewährleistet, wenn diese hydraulisch mit wenigstens einem weiteren Hy­ draulikkreis gekoppelt ist, welcher seinerseits selbstver­ ständlich nicht vom gleichen Typ sein muß (sondern bei­ spielsweise ein Servolenkungs-Kreis, ein Verteiler mit Drucksteuerung, ein Wegeventil mit offener Mittelstellung - im folgenden auch als "Verteiler mit Mittendurchlaß" bezeichnet" - und dergleichen sein kann), wobei die vor­ geschlagene Einrichtung darüber hinaus sehr anwendungs­ flexibel sein soll und unterschiedliche Ausführungsformen mit unterschiedlicher technologischer Komplexität und demnach unterschiedlichen Herstellungskosten ermöglichen soll, die den verschiedenen konkreten Anforderungen der Benutzer genügen sollen.

Diese Aufgabe wird durch einen hydraulischen Steuerkreis mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Mittel ermöglichen es, die korrekte gemeinsame Funktion der lastunabhängigen hy­ draulischen Wegeventilanordnung und des zweiten Hydraulik­ kreises sicherzustellen.

In der Tat gewährleisten die Mittel zur vorrangigen Versor­ gung des zweiten Hydraulikkreis eine Priorität für die Zu­ fuhr von Hydraulikfluid zu diesem zweiten Hydraulikkreis (beispielsweise eine Servolenkung oder ein Wegeventil bzw. Verteiler mit Lasterfassung). Wenn die Auswahl zwischen einem erhöhten Lasterfassungsdruck des zweiten Kreises und einem niedrigen Lasterfassungsdruck der lastunabhängigen hydraulischen Wegeventilanordnung mittels eines Wechsel­ ventils (im folgenden auch "Kugelwählventil" genannt) durchgeführt wird, wie bei der herkömmlichen technischen Lösung, dann wird der dem Regler der Hydraulikquelle va­ riabler Liefermenge zugeführte Lasterfassungsdruck (in die­ sem Fall der Lasterfassungsdruck des zweiten Hydraulikkrei­ ses) nicht der Rückseite der inneren Ausgleichsmittel der lastunabhängigen hydraulischen Wegeventilanordnung zuge­ führt. Unter der Wirkung des Ausgangsdruckes der Hydraulik­ quelle (welcher dem Lasterfassungsdruck dieses zweiten Kreises vermehrt um den Differenzdruck - im folgenden auch als "Druckdifferential" bezeichnet - der Hydraulikquelle entspricht) wird die Ausgleichseinrichtung des als lastun­ abhängige hydraulische Wegeventilanordnung verwendeten Ab­ schnittes gegen ihre Tarierfederung gedrückt und kann den Drucküberschuß nicht mehr ausgleichen; die Dosiermittel dieses Abschnitts funktionieren demnach unter einem stark angehobenen Differenzdruck (entsprechend dem Unterschied zwischen dem Druck der Hydraulikquelle und dem Lastdruck) und ihr Durchsatz vergrößert sich auf Werte jenseits der vorgesehenen Werte.

Der Ersatz des herkömmlichen Wechselventils durch ein 2-We­ geventil (im folgenden auch als "Wählventil" bezeichnet) der vorstehend definierten Art bewirkt, daß der zweite Hydraulikkreis die gesamte Lasterfassungsleitung versorgt, wenn er der am stärksten belastete Verbraucher ist, und daß er seinen eigenen Lasterfassungsdruck auf der Rückseite der Ausgleichseinrichtung der lastunabhängigen hydraulischen Wegeventilanordnung aufbaut, welche demnach normale Funk­ tionsbedingungen vorfindet.

Im übrigen ist es eine der Funktionen der Mittel zur vor­ rangigen Verteilung, dem zweiten Hydraulikkreis die von diesem benötigte Liefermenge zuzuführen, indem die Zufuhr von Hydraulikfluid zu einem anderen, weniger belasteten Verbraucher gedrosselt wird. Damit bewirkt die Verwendung des 2-Wegeventils als Mittel zum Wählen des höchsten Last­ erfassungsdrucks, daß der Druck des von der Hydraulikquelle gelieferten Hydraulikfluids ungeachtet der Funktionsbedin­ gungen der lastunabhängigen hydraulischen Wegeventilanord­ nung nicht unter den Druck der Lasterfassungsleitung des zweiten Hydraulikkreises abfällt. Die Prioritätsfunktion der Mittel zur vorrangigen Verteilung bleibt demnach unge­ nutzt, und das herkömmlich zur Bildung dieser Mittel zur vorrangigen Verteilung verwendete 3-Wege-Prioritätsventil ist für den Gebrauch, den man in diesem Falle davon macht, überflüssig.

Der Ersatz dieses 3-Wege-Ventils durch Mittel zum Aufrecht­ erhalten eines konstanten Differenzdrucks, wie sie be­ schrieben wurden (und welche vorteilhafterweise eine Druck­ waage - im folgenden auch als "tarierte Druckausgleichsvor­ richtung" bezeichnet - umfassen können), stellt eine einfa­ chere und billigere Lösung dar, wobei diese Mittel jedoch nur für die Liefermenge des zweiten Kreises (beispielsweise der Servolenkung) dimensioniert sind, während das früher verwendete 3-Wege-Ventil für den Durchsatz der Hydraulik­ quelle dimensioniert sein mußte.

Wenn schließlich der zweite Hydraulikkreis den höchsten Lasterfassungsdruck aufweist, dann kann ein starker Durch­ satzbedarf den Differenzdruck der Hydraulikquelle unter den Tarierwert der Mittel zum Aufrechterhalten eines konstanten Differenzdrucks abfallen lassen. Wenn der Differenzdruck des zweiten Kreises kleiner wird, kann diese nicht mehr die gesamte geforderte Liefermenge liefern und die Funktion ist nicht mehr zufriedenstellend.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist das 2-Wegeventil er­ findungsgemäß auf einen Wert tariert, welcher zumindest gleich dem (beispielsweise aus Sicherheitsgründen) minima­ len akzeptablen Wert für die Dosierung der oben beschrie­ benen Mittel zur Aufrechterhaltung eines konstanten Diffe­ renz ist, damit der von der Hydraulikquelle aufgenommene Lasterfassungsdruck wenigstens der ist, welcher zur Ver­ sorgung dieses zweiten Hydraulikkreises erforderlich ist (Lasterfassungsdruck des zweiten Kreises vermehrt um die Tarierung der Mittel zum Aufrechterhalten eines konstanten Differenzdrucks). Wenn demnach der Differenzdruck der Pumpe zu fallen beginnt, dann neigt die von der lastunabhängigen hydraulischen Wegeventilanordnung aufgenommene Liefermenge, zugunsten des zweiten Hydraulikkreises zusammenzubrechen. Der Ausgangsdruck der Hydraulikquelle ist wenigstens gleich der Lasterfassungsdruckinformation des zweiten Kreises (Eingangsdruck dieses zweiten Hydraulikkreises) vermehrt um den Wert der Tarierung des Wegeventils; der zweite Hydrau­ likkreis, der unter dem geforderten Differenzdruck arbei­ tet, wird auf diese Weise korrekt versorgt.

Auf diese Weise werden dank der Kombination der erfindungs­ gemäß eingesetzten Mittel die lastunabhängige hydraulische Wegeventilanordnung und der zweite Hydraulikkreis, die hy­ draulisch miteinander gekoppelt sind, unter optimalen, ihre jeweiligen korrekten Funktionen gewährleistenden Bedingun­ gen angesteuert.

Man bemerkt, daß das Wegeventil zwei Öffnungen hat, die mit Mitteln zum Aufrechterhalten eines konstanten Differenz­ drucks verbunden sind. Es ist demnach möglich, diese beiden Funktionen baulich in einem Körper anzuordnen. Nichts desto weniger kann man außerdem den Wunsch haben, das Wegeventil und die lastunabhängige hydraulische Wegeventilanordnung baulich zu vereinigen: Zu diesem Zweck kann man vorsehen, daß der Hauptversorgungseingang des Wegeventils an die hy­ draulische Hauptversorgungsleitung des zweiten Kreises stromauf der Mittel zur vorrangigen Verteilung angeschlos­ sen ist, um den von der Hydraulikquelle gelieferten Hydrau­ likdruck direkt zu empfangen. Die Funktion bleibt dabei identisch zu jener der Basisanordnung, während das Wege­ ventil über zwei Öffnungen verfügt, die an die Wegeventil­ anordnung angeschlossen sind, was deren bauliche Integra­ tion in einen einzigen Körper ermöglicht.

Gemäß einer ersten Ausführungsform kann der erfindungsge­ mäße Steuerkreis dann, wenn man für bestimmte Anwendungs­ fälle wünscht, den Lasterfassungsdruck der lastunabhängigen hydraulischen Wegeventilanordnung und jenen des zweiten Hy­ draulikkreises auf unterschiedliche Werte zu tarieren, außerdem umfassen:

• - einen Begrenzer für den Vorsteuerdruck (im folgenden auch als "Pilot-Druckbegrenzer" bezeichnet), dessen Eingang an den Steuereingang der Mittel zum Aufrecht­ erhalten eines konstanten Differenzdrucks angeschlossen ist, und
• - eine Drosseleinrichtung, die in der Lasterfassungslei­ tung des zweiten Hydraulikkreises stromauf des Steuer­ eingangs des 2-Wegeventils angeordnet ist.

Es ist dann auch möglich, in diesem Fall außerdem einen Begrenzer für den Vorsteuerdruck vorzusehen, welcher mit der Lasterfassungsleitung der Wegeventilanordnung verbunden ist, und zwar zwischen einer Drosseleinrichtung, die einer in dieser Wegeventilanordnung integrierten Durchsatzvertei­ lungs-Ausgleichseinrichtung zugeordnet ist, und dem Steuer­ eingang der Hydraulikquelle variabler Liefermenge. Man ge­ währleistet auf diese Weise eine Blockierungsunterdrückung von Bewegungen, die von der Wegeventilanordnung beim Anlau­ fen gegen einen Anschlag gesteuert werden. Man bemerkt außerdem, daß die Druckbegrenzung der Wegeventilanordnung dann, wenn der Druck im zweiten Kreis maximal ist, ihren höchsten Wert annehmen muß, um ein ständiges Abfließen über die Lasterfassungsleitung zu vermeiden, daß dieser Wert jedoch unter der Tarierung des Reglers der Hydraulikquelle bleiben muß.

Das vorstehend dargelegte hydraulische Schema findet eine besonders interessante Anwendung, wenn die von dem Wegeven­ til mit Lasterfassung gesteuerte Last ein spezieller Ver­ braucher ist, beispielsweise ein hydraulischer Hammer, welcher eine perfekte hydraulische Versorgung mit einer Regulierung und Regelung des vorrangigen Durchsatzes und eine Begrenzung des Gebrauchsdrucks erfordert.

Stets im Rahmen einer Kompatibilität der Wegeventilanord­ nung mit dem zweiten Hydraulikkreis, ist es dann, wenn die­ ser ein Wegeventil mit Lasterfassungsleitung umfaßt und der Lasterfassungsdruck auf den gleichen Maximalwert begrenzt werden kann wie jener des Wegeventils, möglich, das zuvor beschriebene hydraulische Schema zu vereinfachen, indem man gemäß einer zweiten Ausführungsform auf Drosselmittel am Versorgungseingang des Wegeventils und einen Begrenzer für den Vorsteuerdruck zurückgreift, welcher mit der Lasterfas­ sungsleitung der Wegeventilanordnung verbunden ist, und zwar zwischen Drosselmitteln, die einer in dieser Wegeven­ tilanordnung integrierten Ausgleichseinrichtung zur Durch­ satzverteilung zugeordnet sind, und dem Steuereingang der Druckquelle variabler Liefermenge. Der Druck in der Laster­ fassungsleitung wird auf diese Weise durch den einzigen Be­ grenzer für den Vorsteuerdruck begrenzt, während die Dros­ selmittel einen Differenzdruck an den Anschlüssen der Do­ siermittel der Wegeventilanordnung herstellen, wenn das Wegeventil mit Lasterfassungsleitung an Maximaldruck liegt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform, die dann zur Anwen­ dung kommt, wenn der zweite Hydraulikkreis ein Hydraulik­ kreis zur Drucksteuerung eines Wegeventils mit offener Mittelstellung ist, welches eine Vorsteuerleitung (im folgenden auch "Pilotage-Leitung" genannt) aufweist, ist vorgesehen:

• - daß die Lasterfassungsleitung des zweiten Hydraulik­ kreises an den Vorsteuereingang (im folgenden auch als "Pilotage-Eingang" bezeichnet) des Wegeventils mit offener Mittelstellung angeschlossen ist, und
• - daß Reglermittel für den konstanten Vorsteuerstrom (im folgenden auch als "Pilot-Durchsatz" bezeichnet) zwi­ schen diesem Vorsteuereingang und der hydraulischen Hauptversorgungsleitung dieses Wegeventils mit offener Mittelstellung angeschlossen sind, und zwar vorzugsweise Reglermittel, welche in Verbindung mit der Ausgleichs­ einrichtung des am Eingang der Mittel zum Aufrechterhal­ ten eines konstanten Differenzdrucks anliegenden Vor­ steuerdrucks Drosselmittel umfassen.

Der Kreis kann dann ferner weitere Drosselmittel umfassen, welche in der Lasterfassungsleitung zwischen dem Wegeventil und dem Vorsteuereingang des Wegeventils mit offener Mit­ telstellung angeordnet sind, und Mittel zum Begrenzen des Vorsteuerdrucks, welche an die oben genannte Lasterfas­ sungsleitung am Eingang des Wegeventils angeschlossen sind, um den Druck im Wegeventil mit offener Mittelstellung auf einen Wert zu begrenzen, welcher kleiner ist als der Druck der Hydraulikquelle.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Mittel ermöglichen es deshalb, eine wirksame und leistungsfähige Steuerung einer lastunabhängigen hydraulischen Wegeventilanordnung sicher­ zustellen, wenn diese Wegeventilanordnung mit einem zweiten Hydraulikkreis hydraulisch gekoppelt ist, insbesondere ei­ nem Kreis eines anderen Typs (Servolenkung, druckgesteuer­ ter Verteiler oder dergleichen); diese Steuerung kann in Abhängigkeit von der Qualität der Regulierung perfekt an spezielle Erfordernisse des Benutzers angepaßt werden, die dieser zu erreichen wünscht, wobei die Kosten der Kreise eine Funktion der Anzahl der verwendeten Komponenten und damit der technologischen Komplexität der Anordnung sind.

Die Erfindung wird durch die folgende detaillierte Be­ schreibung bestimmter bevorzugter Ausführungsformen ver­ ständlicher, welche nur beispielhaft und keineswegs im beschränkenden Sinne beschrieben sind. In dieser Beschrei­ bung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen; es zeigen:

Fig. 1 ein Schema, welches die Anordnung eines erfin­ dungsgemäßen hydraulischen Basiskreises zeigt,

Fig. 2 bis 4 Diagramme, welche die Funktionsweise des Kreises gemäß Fig. 1 erläutern,

Fig. 5 bis 10 Schemata, welche beispielhaft konkrete Ausfüh­ rungsformen des Basisschemas gemäß Fig. 1 zei­ gen, und

Fig. 11 bis 13 Diagramme, welche die jeweiligen Funktionsweisen der Kreise gemäß Fig. 6, 9 und 10 erläutern.

Gleiche Bezugszeichen sind in allen Figuren zur Bezeichnung der gleichen Bauteile verwendet worden.

Es wird zunächst auf die Fig. 1 Bezug genommen; das Bezugszei­ chen 1 bezeichnet einen hydraulischen Verteiler mit lastunab­ hängiger Durchsatzverteilung, beispielsweise von dem Typ, wel­ cher Gegenstand der französischen Patentanmeldung FR 92 04 183 der gleichen Anmelderin ist und wie er im Inneren des Rechtecks 1 schematisch durch einen Hauptventilschieber 1a dargestellt ist, ferner eine Ausgleichseinrichtung 1b mit Durchsatzvertei­ lung, mit einer Drossel 1c, die in der Verbindung mit der Last­ erfassungsleitung vorgesehen ist, ferner ein Rückschlagventil 11 und die zugeordneten hydraulischen Verbindungen. Der Vertei­ ler 1 wird mit einem Hydraulikfluid unter Druck durch eine Hy­ draulikquelle variabler Liefermenge (hier konkret eine Pumpe 2 variabler Liefermenge) versorgt, wobei diese Pumpe gleichzeitig auch zumindest einen anderen hydraulischen Kreis 3 versorgt (schematisch in der Form eines Rechteckes dargestellt). Der Kreis 3 kann seinerseits von einem Typ sein, welcher sich vom Verteiler mit lastunabhängiger Durchsatzverteilung unterschei­ det (beispielsweise eine Servolenkung, ein Verteiler mit Druck­ steuerung oder mit Mittendurchlaß . . . ).

Mittel zur vorrangigen Verteilung gewährleisten eine vorrangige hydraulische Versorgung des anderen Kreises 3; in Übereinstim­ mung mit der Erfindung umfassen diese Mittel zur vorrangigen Verteilung auch Mittel 4 zum Aufrechterhalten eines konstanten Druckdifferentials, welche vorteilhafterweise durch eine tarierte Druckausgleichseinrichtung gebildet sind, wie in Fig. 1 dargestellt ist, und die an die von der Hydraulikquelle 2 kommende hydraulische Hauptversorgungsleitung des oben genann­ ten anderen Kreises 3 angeschlossen sind.

Die Steuerung der Quelle 2 variabler Liefermenge als Funktion der höchsten Lastanforderungen wird durch eine Lasterfassungs­ leitung LS gewährleistet, die vom anderen Kreis 3 und vom Ver­ teiler 1 ausgeht und mit dem Regler (r´gulateur) der Pumpe 2 verbunden ist, wobei Wählmittel in der Leitung LS zwischen dem anderen Kreis und dem Verteiler 1 so angeordnet sind, daß der höchste der Lastdrücke, die im anderen Kreis 3 und im Verteiler 1 gemessen werden, ausgewählt und dem Steuereingang der Quelle 2 zugeführt wird. Erfindungsgemäß umfassen die Wählmittel ein 2-Wege-Wählventil 5, von welchem ein Hauptversorgungseingang mit der hydraulischen Hauptversorgungsleitung des anderen Krei­ ses 3 verbunden ist, von welchem ein Steuereingang mit der Lasterfassungsleitung LS des anderen Kreises 3 verbunden ist, und von welchem die Haupt- und Steuerausgänge gemeinsam an die Lasterfassungsleitung LS des Verteilers angeschlossen sind.

Das Wählventil 5 schließlich ist auf einen Wert tariert, wel­ cher wenigstens gleich dem Wert der Dosierung oder Tarierung der oben genannten Mittel 4 zum Aufrechterhalten eines konstan­ ten Druckdifferentials ist.

Die Verwendung von Wählmitteln, die von einem Wählventil und nicht mehr von einem Kugelwählventil gemäß der klassischen Technik gebildet sind, erlaubt es, zu gewährleisten, daß der andere hydraulische Kreis 3 die gesamte Lasterfassungsleitung LS versorgt, wenn dieser Kreis 3 der am höchsten belastete ist, und daß er seinen eigenen Druck LS an der Rückseite der Aus­ gleichseinrichtung des Verteilers 1 mit lastunabhängiger Durch­ satzverteilung aufbaut, welche auf diese Weise normale Funk­ tionsbedingungen antrifft.

In Fig. 2 wurde der Verlauf des Druckdifferentials ΔP an den Dosieranschlüssen des Verteilers 1 (Ordinate) in Abhängigkeit vom Verlauf des Druckes P₁ des Verteilers 1 (Abszisse) gegenüber dem Druck P₃ des Kreises 3 dargestellt, der als konstant ange­ nommen wird (es wird angenommen, daß die Hydraulikquelle 2 nicht ausgelastet ist (satur´e)). In dem Fall, in dem die Wähl­ mittel durch ein klassisches Kugelwählventil gebildet sind (ge­ strichelte Kurve C₁) stellt man fest, daß das Druckdifferential ΔP an den Dosieranschlüssen des Verteilers 1 sich mit der Erhö­ hung des Druckes P₁ vermindert, bis zu dem Augenblick, wo der Druck LS des Verteilers 1 gleich dem Druck LS des anderen Krei­ ses 3 wird. Von diesem Augenblick an gewinnt der Verteiler 1 die Autorität über den anderen Kreis 3 und sein Druckdifferen­ tial ΔP wird das der Druckquelle. Wenn man im Gegensatz dazu auf ein erfindungsgemäßes Wählventil 5 zurückgreift, arbeitet der Verteiler 1 mit dem Druckdifferential der Hydraulikquelle, wie auch immer sein Druck P₁ gegenüber dem Druck P₃ des anderen Kreises 3 ist (strichpunktierte Kurve C₂).

Darüber hinaus bildet die Verwendung der Mittel zum Aufrechter­ halten eines konstanten Druckdifferentials, beispielsweise ei­ ner tarierten 2-Wege-Druckausgleichseinrichtung eine technolo­ gisch einfache und billigere Lösung als das klassische 3-Wege-Ven­ til.

Das Diagramm der Fig. 3 zeigt den Verlauf der Durchsatzvertei­ lung Q₂ der Hydraulikquelle 2 zwischen dem Verteiler 1 (Durch­ satz Q₁) und dem Kreis 3 (Durchsatz Q₃) als Funktion ihres Ar­ beitsdruckunterschieds P₁-P₃ (Abszisse), und zwar für den Fall, bei welchem die Tarierung des Ventils 5 verschwindet. Solange der Verteiler 1 die Autorität über das System infolge seines höheren Druckes LS hat (rechter Teil des Diagramms) entspricht der ihm zugeteilte Durchsatz Q₁ der Differenz zwischen dem Durchsatz Q₂ der Quelle (Quelle ausgelastet) und dem Durchsatz Q₃ (welcher vorrangig ist). Sobald der Verteiler 1 die Autorität verliert (linker Teil des Diagramms), verteilt sich der an der Quelle 2 verfügbare Durchsatz Q₂ zwischen dem Verteiler 1 (Durchsatz Q₁) und dem anderen Kreis 3 (Durchsatz Q₃) entspre­ chend den erwünschten Verhältnissen (im dargestellten Beispiel mißt man, daß die beiden Kreise den gleichen Durchsatz verlan­ gen und jeweils 50% des an der Pumpe verfügbaren Durchsatzes aufnehmen).

Die Tarierung schließlich des Wählventils 5 auf einen Wert, welcher dem (beispielsweise aus Sicherheitsgründen) minimalen, akzeptablen Wert der Dosierung der Mittel 4 zum Aufrechterhal­ ten eines konstanten Druckdifferentials zumindest gleich ist, erlaubt es, sicherzustellen, daß der von der Hydraulikquelle 2 erhaltene Druck LS zumindest gleich jenem Druck ist, welcher zur hydraulischen Versorgung des anderen Kreises 3 erforderlich ist.

Das Diagramm der Fig. 4 zeigt, daß es keine Variation der Durchsätze Q₁ und Q₃ mehr gibt, wenn die Beziehung zwischen dem Druck P₁ des Verteilers 1 und dem Druck P₃ des anderen Kreises 3 sich umkehrt (´voluent). Für einen gleichen Durchsatzwert, der gleichzeitig von beiden Lasten angefordert wird, erhält nur der andere Kreis 3 den Durchsatz Q₃, den er benötigt (Befriedigung des Vorranges), während der Verteiler 1 nur den verbleibenden Durchsatz Q′₁ aufnimmt.

In dem in Fig. 1 dargestellten Kreis besitzt das Wählventil 5 zwei Verbindungen mit den Mitteln 4 zum Aufrechterhalten eines konstanten Druckdifferentials: Es ist demnach möglich, diese im Inneren eines einzigen Körpers zu vereinigen, um die Anordnung zu vereinfachen.

Aufgrund der Tatsache, daß das Wählventil 5 funktionell glei­ chermaßen dem Verteiler 1 zugeordnet ist, kann man jedoch auch ins Auge fassen, diese Mittel 4 in den Verteiler 1 einzubezie­ hen. Zu diesem Zweck genügt es, daß das Wählventil 5 durch den Druck der Hydraulikquelle 2 versorgt wird anstatt vom Druck am Ausgang der oben genannten Mittel 4. Man ersetzt demnach die Verbindung 6 zur Versorgung des Wählventils, welche an den Aus­ gang der Mittel 4 angeschlossen ist, durch eine Verbindung 7, die an die von der Hydraulikquelle kommende Hauptleitung ange­ schlossen wird, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Die Funktion des Kreises der Fig. 5 bleibt identisch jener, die mit der Anord­ nung der Fig. 1 gegeben ist.

Wenn man eine unterschiedliche Tarierung für die Drücke LS der Lasterfassung des Verteilers 1 und des anderen Kreises 3 wünscht, ergänzt man den Kreis der Fig. 5, indem man diesem (siehe Fig. 6) Mittel zur Druckbegrenzung hinzufügt, die durch einen Pilot-Druckbegrenzer 8 (limiteur de pression pilote) ge­ bildet sind, der an den Steuereingang des Wählventils 5 ange­ schlossen ist, sowie Drosselmittel, beispielsweise eine Drossel 9, die an die Leitung LS des anderen Kreises 3 angeschlossen sind. Man bemerkt, daß diese beiden Komponenten im allgemeinen in den Servolenkeinrichtungen enthalten sind, die beispiels­ weise den anderen Kreis 3 bilden können.

Man kann darüber hinaus in der Lasterfassungsleitung LS des Verteilers 1 Pilot-Druckbegrenzungsmittel vorsehen, wie bei­ spielsweise einen Pilot-Begrenzer 10, der dann funktionell der Drossel (mit 1c bezeichnet) zugeordnet ist, die in jeder Aus­ gleichsvorrichtung des Verteilers mit lastunabhängiger Durch­ satzverteilung enthalten ist: Diese funktionelle Zuordnung ge­ währleistet die Blockierungsunterdrückung (anti-blocage) der vom Verteiler 1 gesteuerten Bewegung beim Anlaufen gegen einen Anschlag.

Man bemerkt außerdem, daß die Druckbegrenzung im Verteiler 1 die höchste des Kreises sein muß, um ein permanentes Abfließen über die Leitung LS zu verhindern, wenn der Druck im anderen Kreis 3 maximal ist, während sie kleiner als die Tarierung zum Aufrechterhalten des Maximaldruckes an der Hydraulikquelle 2 bleiben muß.

Das Diagramm der Fig. 11 zeigt den Verlauf der Durchsätze als Funktion des Verlaufs der Beziehung zwischen dem Druck des Ver­ teilers 1 und dem Druck des anderen Kreises 3 sowie deren je­ weiliger Begrenzung für den Fall des Kreises der Fig. 6. Wenn der Druck P₁ des Verteilers 1 an sein Maximum P₁₀ kommt, ist der Durchsatz Q₃ des anderen Kreises 3 noch nicht gestört; wenn der Druck P₃ des anderen Kreises 3 an sein Maximum kommt, schließt sich die Ausgleichsvorrichtung 4 zum Aufrechterhalten eines konstanten Druckdifferentials progressiv und gibt den vom Ver­ teiler 1 verlangten Durchsatz Q₁ frei.

Die beschriebenen Einrichtungen finden eine besonders interes­ sante Anwendung, um eine perfekte Versorgung spezieller Ver­ braucher sicherzustellen, beispielsweise hydraulischer Hämmer, indem sie eine Regulierung (r´gulation) und eine Regelung (r´g­ lage) des vorrangigen Durchsatzes sicherstellen, und indem sie eine Begrenzung des Gebrauchsdruckes gewährleisten (beispiels­ weise des Hammers). Die Fig. 8 zeigt beispielhaft eine Anwen­ dung des Schemas der Fig. 6 für den Fall, in welchem der andere Kreis 3 einen Verteiler 13 mit einer Lasterfassungsleitung um­ faßt, welcher einen Hammer aktivieren kann (durch den Pfeil 14 schematisch dargestellt).

In dem Fall, in dem der andere Kreis 3 einen Verteiler mit Lasterfassungsleitung aufweist und in welchem der Lasterfas­ sungsdruck auf den gleichen Maximalwert begrenzt werden kann wie der des Verteilers 1, ist es möglich, den Kreis der Fig. 6 zu vereinfachen, indem die Drosselmittel 9 und die durch den Pilot-Druckbegrenzer 8 gebildeten Druckbegrenzungsmittel unter­ drückt werden. Der Druck LS wird dann mittels des gleichen Pi­ lot-Begrenzers 10 begrenzt.

Um zu vermeiden, daß das maximale Drucksignal, welches vom Ver­ teiler mit Druckerfassungsleitung des Kreises 3 kommt, die Vollöffnung des Wählventils 5 und den freien Durchfluß des Hy­ draulikfluids mit dem Druck der Quelle 2 zum Druckbegrenzer 10 über die Leitung LS des Verteilers 1 verursacht (was zur Folge hätte, daß es kein Druckdifferential am Eingang des Verteilers 1 mehr gäbe und dieser seine Dosierfunktion nicht mehr gewähr­ leisten würde), sieht man Drosselmittel, beispielsweise eine Drossel 12 am Eingang des Wählventils 5 in der Leitung 7 vor, deren Aufgabe es ist, ein Druckdifferential an den Anschlüssen der Dosiereinrichtung des Verteilers 1 aufzubauen, wenn der Verteiler mit Lasterfassungsleitung des Kreises 3 an Maximal­ druck ist (Fig. 7).

Fig. 9 zeigt die Anwendung des Schemas der Fig. 6 für den Fall, in welchem der andere Kreis 3 ein Kreis zur Drucksteuerung ei­ nes hydraulischen Verteilers 15 mit Mittendurchlaß ist, welcher eine Pilotage-Leitung 16 aufweist. Die Leitung LS des Kreises 3 ist dann mit der genannten Pilotage-Leitung 16 verbunden, wäh­ rend die Drosselmittel, beispielsweise eine Drossel 17, zwi­ schen diese Pilotage-Leitung und die hydraulische Hauptversor­ gungsleitung des Verteilers 15 mit Mittendurchlaß zwischenge­ schaltet ist.

Da die Meßdrossel 17 auf der Versorgungsseite des Verteilers 15 angeordnet ist, wird die Druckmessung stromauf der Blendenlei­ tung des Verteilers 15 durchgeführt; die Ausgleichseinrichtung 4 hält ein konstantes Druckdifferential in der Drossel 17 wäh­ rend der Regulierungsphasen aufrecht. Auf diese Weise wird eine Drucksteuerung mit einer Durchsatzsteuerung kompatibel gemacht.

Das Diagramm der Fig. 12 zeigt die Funktionsweise des Kreises der Fig. 9 mit einer Aufnahme des gesamten verfügbaren Durch­ satzes durch den druckgesteuerten Verteiler 15 mit Mittendurch­ laß, welcher Vorrang hat. Der Verteiler 1 erhält seinen ver­ langten Durchsatz Q′₁, sobald unter der Wirkung der vom Pilot-Druck­ begrenzer 8 bewirkten Begrenzung des Druckes P₈ die Aus­ gleichseinrichtung 4 sich wieder schließt.

Im Basisschema für eine Drucksteuerung des Verteilers 15 mit Mittendurchlaß und unter dem Vorbehalt, daß der Druck kleiner als die Tarierung des Pilot-Druckbegrenzers 8 ist, hebt die Wegendpositionierung des Schiebers das Druckdifferential der Drossel 17 auf und die Ausgleichseinrichtung 4 bleibt vollstän­ dig offen. Der Verteiler 15 verhält sich dann wie ein klassi­ scher Verteiler mit Mittendurchlaß und nimmt seinerseits allein die gesamte von der Quelle 2 gelieferte Liefermenge auf.

Es ist demnach in einem solchen Fall erwünscht, daß man den Durchsatz im Verteiler 15 auf einen Wert begrenzen kann, wel­ cher kleiner als die Liefermenge der Quelle 2 ist. Diese Auf­ gabe wird erfüllt, indem man noch weitere Drosselmittel, bei­ spielsweise eine Drossel 18, in die Hauptleitung zwischen die Ausgleichseinrichtung 4 und den Verteiler 15 einfügt, wobei diese Drossel 18 der Ausgleichseinrichtung erlaubt, sich wieder zu schließen, wenn der Durchsatz über eine vorgegebene Schwelle ansteigt.

Wie in dem Diagramm der Fig. 13 ersichtlich ist, welches die Funktionsweise des Kreises der Fig. 10 zeigt, erhält der Ver­ teiler 1 die verbleibende Liefermenge Q₁ (wobei die Hauptliefer­ menge vom vorrangigen Verteiler 15 aufgenommen wird), bis die Versorgung des Verteilers 15 sich unter der Wirkung der Druck­ begrenzung wieder schließt.

Wie sich von selbst versteht und wie sich im übrigen aus den vorstehenden Ausführungen ergibt, beschränkt sich die Erfindung keineswegs auf die Anwendungs- und Ausführungsweisen, die hier insbesondere ins Auge gefaßt wurden; sie umfaßt im Gegenteil auch alle Varianten.

Claims (12)

1. Hydraulischer Steuerkreis zum Steuern einer Hydraulikpumpe (2) variabler Liefermenge, die einen ersten Hydraulikkreis (1) und einen zweiten Hydraulikkreis (3) mit Hydraulik­ fluid versorgt, wobei zur vorrangigen Versorgung des zweiten Hydraulik­ kreises (3) im Zulauf des zweiten Hydraulikkreises (3) Mittel (4) zum Aufrechterhalten eines konstanten Differenzdrucks angeordnet sind,
wobei weiter eine Lasterfassungsleitung (LS) des zweiten Hydraulikkreises (3) an einen Steuereingang der Mittel (4) zum Aufrechterhalten eines konstanten Differenzdrucks angeschlossen ist,
wobei weiter der erste Hydraulikkreis (1) eine lastunabhängige hydraulische Wegeventilanordnung ist,
wobei weiter eine Lasterfassungsleitung (LS) des ersten Hydraulikkreises (1) an einen Regler der Hydraulikpumpe (2) angeschlossen ist,
wobei weiter die Lasterfassungsleitung (LS) des zweiten Hydraulikkreises (3) mittels eines 2-Wegeventils (5) derart an die Lasterfassungsleitung (LS) des ersten Hydraulikkreises (1) angekoppelt ist, daß die Hydraulikpumpe (2) stets mit dem höchsten der in den beiden Lasterfassungsleitungen herrschenden Drücke angesteuert wird,
wobei weiter ein Hauptversorgungseingang des 2-Wegeventils (5) mit einem Zulauf des zweiten Hydraulikkreises (3) verbunden ist,
wobei weiter ein Steuereingang des 2-Wegeventils (5) mit der Lasterfassungsleitung (LS) des zweiten Hydraulikkreises (3) verbunden ist,
wobei weiter ein Hauptversorgungsausgang und ein Steuerausgang des 2-Wegeventils (5) an die Lasterfassungsleitung des ersten Hydraulikkreises (1) angeschlossen sind, und wobei das 2-Wegeventil (5) auf einen Druckwert tariert ist, der zumindest gleich dem minimalen Dosierwerk der Mittel (4) zum Aufrechterhalten eines konstanten Differenzdrucks ist.

2. Hydraulischer Steuerkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (4) zum Aufrechterhalten eines konstanten Differenzdrucks eine Druckwaage umfassen.

3. Hydraulischer Steuerkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptversorgungseingang des 2-Wegeventils (5) an den Zulauf des zweiten Hydraulikkreises (3) stromauf der Mittel (4) zum Aufrechterhalten eines konstanten Differenzdrucks angeschlossen ist, um den von der Hydraulikpumpe (2) bereitgestellten Hydraulikdruck direkt von dieser zu empfangen.

4. Hydraulischer Steuerkreis nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner umfaßt:

• - einen Begrenzer für den Vorsteuerdruck (8), dessen Eingang an einen Steuereingang der Mittel (4) zum Aufrechterhalten eines konstanten Differenzdrucks angeschlossen ist, und
• - eine Drosseleinrichtung (9), die in der Lasterfassungsleitung (LS) des zweiten Hydraulikkreises (3) stromauf des Steuereingangs des 2-Wegeventils (5) angeordnet ist.

5. Hydraulischer Steuerkreis nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hydraulikkreis (3) eine Servolenkeinrich­ tung umfaßt.

6. Hydraulischer Steuerkreis nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hydraulikkreis (3) ein Wegeventil mit Lasterfassung umfaßt.

7. Hydraulischer Steuerkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Wegeventil mit Lasterfassung angesteuerte Last ein spezieller Verbraucher ist, insbesondere ein hydrauli­ scher Hammer (14).

8. Hydraulischer Steuerkreis nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner einen Begrenzer für den Vorsteuerdruck (10) umfaßt, der zwischen einer Ausgleichseinrichtung zur Durchsatzvertei­ lung des ersten Hydraulikkreises (1) zugeordneten Drossel­ mitteln (1C) und dem Regler der Hydraulikquelle (2) varia­ bler Liefermenge an die Lasterfassungsleitung (LS) des ersten Hydraulikkreises (1) angeschlossen ist.

9. Hydraulischer Steuerkreis nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hydraulikkreis (3) ein Wegeventil mit Lasterfassungsleitung umfaßt, daß am Hauptversorgungseingang des 2-Wegeventils (5) Drosselmittel vorgesehen sind, und daß ein Begrenzer für den Vorsteuerdruck (10) vorgesehen ist, welcher mit der Lasterfassungsleitung (LS) des ersten Hydraulikkreises (1) zwischen einer Ausgleichseinrichtung zur Durchsatzverteilung des ersten Hydraulikkreises (1) zugeordneten Drosselmitteln (1C) und dem Regler der Hy­ draulikquelle (2) variabler Liefermenge verbunden ist.

10. Hydraulischer Steuerkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hydraulikkreis (3) ein hydraulischer Drucksteuerkreis eines hydraulischen Wegeventils (15) mit offener Mittelstellung ist, welches eine Vorsteuerleitung (16) aufweist, daß die Lasterfassungsleitung (LS) des zweiten Hydraulikkreises (3) mit dem Steuereingang des Wegeventils (15) mit offener Mittelstellung verbunden ist, und daß Reglermittel (8, 17) für den konstanten Vorsteuerstrom zwischen diesem Steuereingang und dem Zulauf dieses Wegeventils (15) mit offener Mittelstellung angeschlossen sind.

11. Hydraulischer Steuerkreis nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reglermittel (8, 17) für den konstanten Vorsteuerstrom in Verbindung mit dem am Eingang der Mittel (4) zum Aufrechterhalten eines konstanten Differenzdrucks angeschlossenen Begrenzer für den Vorsteuerdruck (8) Drosselmittel (17) umfassen.

12. Hydraulischer Steuerkreis nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner weitere Drosselmittel (18) umfaßt, die im Zulauf des hydraulischen Wegeventils (15) mit offener Mittelstellung zwischen den Mitteln (4) zum Aufrechterhalten eines konstanten Differenzdrucks und dem Steuereingang des hydraulischen Wegeventils (15) mit offener Mittelstellung angeordnet sind, sowie Begrenzungsmittel (8) für den Vorsteuerdruck, die an die Lasterfassungsleitung (LS) am Steuereingang des Wegeventils (5) angeschlossen sind, um den Druck im Wegeventil (15) mit offener Mittelstellung auf einen Wert zu begrenzen, der kleiner ist als der Druck der Hydraulikquelle (2) variabler Liefermenge.