DE69414781T2

DE69414781T2 - Steuereinrichtung für einen Hydraulikmotor

Info

Publication number: DE69414781T2
Application number: DE69414781T
Authority: DE
Inventors: Kyle Gordon Huddensfield West Yorkshire Hd8 0Qy Martyn; Oerjan Egon Valdemar S-502 47 Boras Wennerbo
Original assignee: Voac Hydraulics Boras AB
Current assignee: Parker Hannifin AB
Priority date: 1993-06-24
Filing date: 1994-06-23
Publication date: 1999-07-22
Anticipated expiration: 2014-06-24
Also published as: EP0638730A1; SE9302207L; US5501136A; SE9302207D0; SE501289C2; DE69414781D1; EP0638730B1

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Steuereinrichtung für einen Hydraulikmotor, der mit einer äußeren Last verbunden ist und ein Umsteuerventil zum umsteuerbaren Zuführen hydraulischen Fluids an den Motor von einer Druckquelle.
Das Umsteuerventil ist mit lasterfassenden Mitteln versehen, die an ein Lastausgleichventil angeschlossen sind, das in Strömungsrichtung vor dem Umsteuerventil angeordnet ist und durch welches der Versorgungsdruck im Verhältnis zum Lastdruck automatisch einstellbar ist, wobei das den Lastdruck ausgleichende Ventil einen Ventilkörper mit entgegengesetzt gerichteten Endflächen aufweist, deren eine dem momentanen Lastdruck ausgesetzt ist, um den Ventilkörper in Öffnungsrichtung zu belasten, während die andere Endfläche dem Versorgungsdruck ausgesetzt ist, um den Ventilkörper in Schließrichtung zu belasten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Steuereinrichtung der zuvor genannten Art zu schaffen, durch welche es möglich ist, ein bestimmtes Maß einer Reduzierung des Versorgungsdruckes und damit einer Reduzierung der Motordrehzahl in dem Fall zu erhalten, in welchem sehr schwere Lasten von dem Motor bewegt werden müssen, die schwerer sind, als die zulässige maximale Last für eine bestimmte Motoranwendung. Die dient der Vermeidung gefährlicher Trägheitskräfte beim Bewegen eines schweren Gegenstandes mittels des Motors.
Eine Umsteuerventileinrichtung der zuvor genannten Art ist bereits in der EP 0 377 544 beschrieben. Diese bekannte Vorrichtung besitzt jedoch zwei identische Einheiten, die an eine gemeinsame Pumpe und deren lasterfassende Kanäle an das lasterfassende Ventil über ein "Oder"-Element angeschlossen sind. Dies führt dazu, daß der höchste Lastdruck nur einer der Stirnflächen des Ausgleichsventils zum Bewerkstelligen einer Reduzierung des Versorgungsdrucks zugeführt wird. Entsprechend dominiert und bestimmt die schwerste Last sowohl die Druck- als auch die Geschwindigkeitsreduzierung der beiden Lasten. Der Zweck besteht darin sicherzustellen, daß auch die schwerste Last im Fall einer unzureichenden Pumpleistung bewegt wird. Die Vorrichtung löst ein dem oben genannten Problem entgegengesetztes Problem, nämlich die Bewegung der schweren Lasten zu gewährleisten.
Eine weitere hydraulische Ventilanordnung aus dem Stand der Technik gemäß der eingangs beschriebenen Art ist in der DE 42 30 183 aufgezeigt. Diese bekannte Vorrichtung umfaßt zwei Sicherheitsventile V1 und V2, mit welchen der Lastdruckkanal mit dem Tank verbindbar ist, um dadurch die Lastbewegung im Fall einer Überlastung zu stoppen. Das Ventil V1 ist ein automatisch arbeitendes, druckgesteuertes Ventil, während das Ventil V2 durch ein elektromagnetisches Stellelement ferngesteuert ist. Diese Anordnung bietet jedoch keine Mittel zur Reduzierung der Bewegungsgeschwindigkeit der Last durch Steigern des Druckabfalls über das Lastausgleichventil und löst folglich nicht die oben angegebene Aufgabe.
Die eingangs genannten Probleme werden durch die Erfindung gelöst, wie sie in den Ansprüchen ausgeführt ist.
Nachfolgend wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ventileinrichtung, die mit erfindungsgemäßen Mitteln zur Reduzierung des Versorgungsdruckes versehen ist;
Fig. 2 in größerem Maßstab das Lastausgleichventil aus Fig. 1, wobei die Mittel zur Reduzierung des Versorgungsdrucks in ihrer inaktiven Stellung dargestellt sind.
Die in Fig. 1 dargestellte Steuerventileinrichtung besitzt ein Gehäuse 14 mit einem Umsteuerventil 10, das Anschlußkanäle 11, 12 aufweist, die mit einem hydraulischen Motor (nicht gezeigt) verbunden sind. Das Umsteuerventil 10 besitzt auch einen Einlaßkanal 13, der über ein Lastausgleichventil 15 und einen Zufuhrkanal 22 an eine Druckfluidquelle angeschlossen ist, zwei Auslaßkanäle 16, 17, die mit einem Tank verbunden sind und einen Ventilschieber 18. Letzterer ist durch äußere Betätigungsmittel, beispielsweise einen Hebel 19, umschaltbar, um hydraulisches Fluid zu und aus dem Motor und Tank durch Steuern der Kanäle 11, 12, 13, 16 und 17 zu leiten.
Die Anschlußkanäle 11, 12 sind mit den Auslaßkanälen 16, 17 mit Hilfe druckgesteuerter Nebenschlußventile 20, 21 verbindbar.
In dem Gehäuse 14 ist in Strömungsrichtung vor dem Umsteuerventil 10 das Lastausgleichventil 15 angeordnet, durch welches der Versorgungsdruck in dem Einlaßkanal 13 im Verhältnis zur tatsächlichen Last auf den Motor einstellbar ist. Zu diesem Zweck ist der Schieber 18 des Umsteuerventils 10 mit Kanälen 24, 25 zur Lastdruckerfassung vorgesehen, die mit einem Längskanal 32 in dem Ventilschieber 18 in Verbindung stehen und wechselweise in Verbindung mit den Anschlußkanälen 11, 12 gebracht werden können, wenn den Ventilschieber 18 in die jeweilige Richtung geschaltet wird, um Druckfluid durch einen der Anschlußkanäle 11, 12 auszuleiten.
Ein Kanal 27 in dem Ventilgehäuse 14 leitet den Lastdruck von dem Schieber 18 zu dem linken Ende des Lastausgleichsventils 15. Letzteres besitzt einen Ventilkörper 28, der zwei entgegengesetzt gerichtete Stirnflächen 29, 30 und eine Schulter 31 zum Steuern des Fluidstromes über einen Vorsprung 26 in dem Gehäuse 14 und entsprechend des Versorgungsdruckes in dem Einlaßkanal 13. Die rechte Stirnfläche des Ausgleichsventilkörpers 28 wird durch den Versorgungsdruck in dem Einlaßkanal 13 dadurch mit Druck beaufschlagt, daß die rechte Stirnfläche 30 mit letzterem über einen zentralen Kanal 33 und radiale Öffnungen 34 in dem Ventilkörper 28 in Verbindung steht.
Am linken Ende wirken auf den Ausgleichsventilkörper 28 zwei Federn 35, 36, die zusammen mit dem durch den Kanal 27 zugeleiteten Lastdruck den Ventilkörper 28 gegen den der rechten Stirnfläche 30 durch den Kanal 33 und die Öffnungen 34 zugeleiteten Versorgungsdruck im Gleichgewicht halten. In Abhängigkeit von dem tatsächlichen Lastdruck begrenzt der Fluiddurchlaß zwischen der Schulter 31 des Ventilkörpers 28 und dem Vorsprung 26 in dem Gehäuse 14 den Versorgungsstrom auf ein gewünschtes Maß, das durch die Eigenschaften der Federn 35, 36 bestimmt ist.
Am rechten Ende des Ventilkörpers 28 befindet sich ein beweglich geführter, napfförmiger Kolben 38, der an seinem rechten Ende mit dem Fluiddruck in dem Einlaßkanal 13 beaufschlagt wird, der über den Kanal 33 und die Öffnungen 34 in dem Ventilkörper 28 zugeführt wird, wobei der Kolben durch Druckfluid bewegbar ist, das wahlweise seinem entgegengesetzten Ende durch eine Öffnung 39 zugeführt wird. Der Kolben 38 ist zwischen einer inaktiven Stellung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist und einer aktiven Stellung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, schaltbar. Der Kolben 38 trägt eine sich koaxial erstreckende Stützstange 40, die an ihrem äußersten Ende mit einem Kopf 41 ausgebildet ist. Auf der Stützstange 40 sind eine Stützscheibe 42 für eine Feder und eine Feder 43 beweglich geführt, die zwischen dem Kolben 38 und der Scheibe 42 wirkt. Die Scheibe 42 ist so angeordnet, daß sie mit einem Absatz 37 an dem Ventilkörper 28 zusammenwirkt. Eine Zusatzfeder 44 ist zwischen dem Kolben 38 und einer Endkappe 45 an dem Gehäuse 14 eingefügt, um eine Vorlastkraft auf den Kolben 38 auszuüben. Im Betrieb wird durch den Kanal 22 Druckfluid zugeführt, das die Schulter 31 passiert, das Umsteuerventil 10 über den Einlaßkanal 13 erreicht und dem Motor durch einen der Anschlußkanäle 11, 12 zugeleitet wird. Der momentane Lastdruck wird von den den Lastdruck erfassenden Kanälen 24, 25 über den Kanal 27 zu der linken Stirnfläche 29 des Ventilkörpers 28 geleitet, um eine Vorlastkraft auf letzteren auszuüben.
In Abhängigkeit von dem tatsächlichen, auf den Ventilkörper 28 wirkenden Lastdruck wird der Fluidstrom entlang der Schul ter 31 so begrenzt, daß der Versorgungsdruck, der in Stromrichtung hinter der Schulter 31 vorliegt und der rechten Stirnfläche 30 des Ventilkörpers 28 zugeleitet wird, die gemeinsame Vorlastkraft des Lastdruckes und der Federn 35, 36, die auf den Ventilkörper 28 in der entgegengesetzten Richtung wirkt, ausgleicht.
Falls es gewünscht ist, den Motor unter sehr hohen Lastbedingungen zu aktivieren, muß die Motorgeschwindigkeit gering gehalten werden, um gefährliche Trägheitskräfte zu vermeiden. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß man Druckfluid durch die Öffnung 39 dem Kolben 38 zuleitet und dadurch den Kolben 38 dazu bringt, sich derart nach links zu bewegen, daß sich die Scheibe 42 an den Absatz 37 an dem Ventilkörper 28 anlegt. In dieser Stellung des Kolbens 38 wird die Scheibe 42 von dem Kopf 41 der Stützstange 40 abgehoben, d. h. daß die Feder 43 nun frei ist, zwischen dem Kolben 38 und dem Ventilkörper 28 zu wirken. Entsprechend wird eine zusätzliche Vorlastkraft in der Schließrichtung der Schulter 31 relativ zu dem Vorsprung 26 auf letzteren aufgebracht, d. h. daß der Versorgungsdruck in dem Einlaßkanal 13 ebenso wie die Motorgeschwindigkeit weiter verringert wird.
Bei der Deaktivierung der Mittel zur Reduzierung des Versorgungsdruckes bzw. der Geschwindigkeit wird der durch die Öffnung 39 zugeführte Fluiddruck entspannt und der Kolben 38 wird durch den in der Kammer zwischen dem Ventilkörper 28 und Kolben 38 vorherrschenden Versorgungsdruck nach rechts bewegt. Während dieser Bewegung des Kolbens 38 greift der Kopf der Stützstange 40 an der Scheibe 42 an und hebt diese von dem Absatz 37 an dem Ventilkörper 28 an und entfernt dadurch die durch die Feder 44 ausgeübte zusätzliche Vorlastkraft von dem Ventilkörper 28. Dann nimmt das Lastausgleichsventil 15 wieder seine normale Betriebsstellung ein.

Claims

1. Steuereinrichtung für einen Hydraulikmotor, der mit einer äußeren Last verbunden ist, mit einem Umsteuerventil (10) mit Mitteln (24, 25) zum Erfassen des Lastdrucks, durch das Hydraulikfluid von einer Druckquelle umsteuerbar dem Motor zuführbar ist, und einem in Strömungsrichtung vor dem Umsteuerventil (10) angeordneten, an die Mittel (24, 25) zum Erfassen des Lastdrucks angeschlossenen und den Versorgungsdruck entsprechend dem momentanen Lastdruck einstellenden Lastausgleichsventil (15) mit einem Ventilkörper (28) mit entgegengesetzt gerichteten Endflächen (29, 30), deren eine (29) dem momentanen Lastdruck ausgesetzt ist, um den Ventilkörper (28) in Öffnungsrichtung zu belasten, während die andere Endfläche (30) dem Versorgungsdruck ausgesetzt ist, um den Ventilkörper (28) in Schließrichtung zu belasten, dadurch gekennzeichnet, daß das Lastausgleichsventil (15) wahlweise aktivierbare Mittel (38, 43) zur Verringerung des Versorgungsdrucks aufweist, durch welche die auf den Ventilkörper (28) in Schließrichtung wirkende Kraft im Verhältnis zu der auf ihn in Öffnungsrichtung wirkenden Kraft verstärkbar ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Mittel (38, 43) zur Verringerung des Versorgungsdrucks ein Federglied (43), durch welches der Ventilkörper (28) in Schließrichtung belastbar ist, und Betätigungsmittel (40, 41) aufweist, die zwischen einer inaktiven Stellung, in der sie die Wirkung des Federglieds (43) verhindern, und einer aktiven Stellung umschaltbar sind, in der sie das Federglied (43) gegen den Ventilkörper (28) zur Wirkung bringen.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, bei der die Betätigungsmittel (38) einen Kolben (38) aufweisen, der an seinem einen Ende dem Versorgungsdruck ausgesetzt ist, um ihn zur inaktiven Stellung hin zu belasten, und an seinem entgegengesetzten Ende wahlweise mit Druck beaufschlagbar ist, um ihn zur aktiven Stellung hin zu belasten.