EP0904467B1 - Drehwerksteuerung mit speiseeinrichtung - Google Patents

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EP0904467B1
EP0904467B1 EP97918141A EP97918141A EP0904467B1 EP 0904467 B1 EP0904467 B1 EP 0904467B1 EP 97918141 A EP97918141 A EP 97918141A EP 97918141 A EP97918141 A EP 97918141A EP 0904467 B1 EP0904467 B1 EP 0904467B1
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EP
European Patent Office
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pressure
control
valve
hydraulic
arrangement
Prior art date
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EP97918141A
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Inventor
Reinhold Schniederjan
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Brueninghaus Hydromatik GmbH
Original Assignee
Brueninghaus Hydromatik GmbH
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Publication date
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Publication of EP0904467B1 publication Critical patent/EP0904467B1/de
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/10—Supports for movable superstructures mounted on travelling or walking gears or on other superstructures
    • E02F9/12—Slewing or traversing gears
    • E02F9/121—Turntables, i.e. structure rotatable about 360°
    • E02F9/123—Drives or control devices specially adapted therefor
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    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
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    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/08—Regulating by delivery pressure

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic control, in particular for controlling the Slewing gear of an excavator.
  • a hydraulic control according to the preamble of claim 1 goes e.g. from the DE 44 05 472 A1.
  • the hydraulic circuit diagram of this well-known hydraulic Control is for better understanding of the invention in Figure 2 of the drawing reproduced and is briefly described below with reference to Figure 2.
  • the known slewing gear control 1 shown in FIG. 2 comprises a drive hydraulic pump 2, the working lines 3, 4 with a drive hydraulic motor, not shown to drive the slewing gear of an excavator, also not shown connected is.
  • the hydraulic control comprises a manual control transmitter 5, which Control lines 6 and 7 are connected to a pilot control device 8.
  • the Pilot control device 8 becomes an adjusting device 9 the necessary signal pressure supplied directly from the control pressure prevailing in the control lines 6, 7 is won.
  • the adjusting device comprises one between two signal pressure chambers 10 and 11 arranged adjusting piston 12, which is based on the displacement of the working hydraulic pump 2 acts.
  • the Pilot control device 8 When the hand control transmitter 5 is reset to its neutral position, the Pilot control device 8 also in its neutral position, so that the adjusting device 9 no longer with hydraulic energy, i.e. is supplied with signal pressure.
  • the working hydraulic pump 2 is on the return springs 13 and 14 to zero displacement slowly swung back.
  • a secondary suction device 74 which consists of the Check valves 15 and the suction filter 16, pressurized fluid into that Signal pressure chamber 10 or 11 sucked, the volume of the reset process increases.
  • the object is in connection with the characterizing features of claim 1 solved with the generic features.
  • the invention is based on the knowledge that when the signal pressure is obtained for the Adjustment device from that provided by the feed device Food pressure two goals can be achieved simultaneously. First, it ensures that after resetting the manual control transmitter and thus also the pilot control device in their respective neutral position filtered pressure fluid to compensate for the volume differences during the reset process in the signal pressure chambers of the adjusting device continues to flow. There is no need for a suction device. On the other hand ensures that in the event of a failure of the feed device, e.g. by clogging the Feed filter, no signal pressure is available and thus the working hydraulic pump in swings its neutral position back. This will damage the working hydraulic pump and the working hydraulic motor safely avoided in the event of this malfunction.
  • the pilot control device can be used in a manner known per se 4/3-way valve should be designed.
  • the Pilot control device with separate valve areas for one control pressure chamber each to form the adjusting device separately. This creates a separate control of turning the slewing gear to the right and left. Unless with this arrangement nevertheless dirt particles should penetrate into the valve of the pilot control device and should block them in one of their control positions, it is ensured that at Change the direction of control by means of the manual control transmitter and the corresponding Reversal of pressurization of control lines 6 and 7 is not accidental Acceleration of the slewing gear in the opposite direction he follows.
  • the pilot control device can in this case according to claim 5 as a 6/3-way valve be trained.
  • a pressure cut valve between the Control pressure lines and the pressure fluid tank can be provided to the pressure in the Limit control lines to a predetermined maximum pressure.
  • a brake valve can be provided to a to enable slow, delayed braking of the slewing gear.
  • Figure 1 shows a first embodiment of the hydraulic according to the invention Control 1.
  • the slewing gear is driven by a hydraulic motor, not shown, which is in a hydraulic formed by the working lines 3 and 4 Working circuit is located, which is supplied by the working hydraulic pump 2.
  • the The leakage losses in the hydraulic circuit 3, 4 are replenished by means of the Feed device 19, which comprises a feed pump 20.
  • the feed pump 20 is in the Embodiment coupled to the working hydraulic pump 2 and sucks over the Feed filter 18 pressure fluid from the pressure fluid tank and feeds this into the Feed line 30 a.
  • the feed line 30 is via check and pressure control valves 31 and 32 connected to the working lines 3 and 4 to deliver the pressurized fluid into the respective feed low pressure working line 3 or 4. This ensures that in the working circuit 3, 4 pressure fluid as a working medium to a sufficient extent is available.
  • To avoid overpressure in the feed line 30 is also a pressure relief valve 33 which connects the feed line 30 to the pressure fluid tank 17, intended.
  • the working hydraulic pump 2 is controlled manually in the exemplary embodiment the operator via the manual control transmitter 5, which has a control line filter 34 with a Control pressure feed 35 is connected.
  • the hand control transmitter 5 leads in Depending on the intended direction of rotation of the slewing gear one of the two Control lines 6 or 7 to a control pressure, the amount of which is intended Torque is proportional.
  • the respective other control line 7 or 6 is via the Tank line 36 vented.
  • the control lines 6 and 7 are via throttling points 37 and 38 to the pilot chambers 39 and 40 of the pilot control device 8.
  • the pressure difference between the Pilot chambers 39 and 40 cause the valve body 41 to move Pilot control device 8 in one of the two control positions 42 or 43, depending on which of the control lines 6 and 7 is acted upon by the control pressure.
  • a pressure cut-off valve 50 is between one with the control pressure lines 6 and 7 connected shuttle valve 49 and the pressure fluid tank 17 arranged.
  • the Pressure cut-off valve 50 causes a pressure limitation in the in each case pressure-carrying control pressure line 6 or 7 prevailing control pressure, the Maximum pressure can be predetermined via the electromagnetic transmitter 51.
  • a brake valve 45 which controls controlled and sensitive braking enables.
  • the brake valve 45 is between the one with the pilot control device 8 connected tank line 44 and the pressurized fluid tank 17.
  • the brake valve 45 is on the one hand via the control pressure connecting line 52 and the shuttle valve 49 the control pressure prevailing in the control lines 6 and 7 and, on the other hand, via the Working pressure connection line 53 and the shuttle valve 54 from that in the high pressure side working line 3 or 4 prevailing working pressure.
  • the signal pressure does not become immediate from the control pressure lines 6 and 7, but indirectly via a pressure relief valve 56 obtained from the feed pressure prevailing in the feed line 30.
  • This is the Pilot control device 8 via a control pressure line 57, the pressure control valve 56 and the Throttle point 58 connected to the feed line 30.
  • the pressure control valve 56 regulates the signal pressure prevailing in the signal pressure line 57 to a pressure level that from the equilibrium of forces between that via the control pressure connecting line 52 and the changeover valve 49 brought up control pressure of the respective pressure-carrying Control pressure line 6 or 7 and the spring action by the compression spring 59 on the one hand and the signal pressure brought in via the detour line 60 on the other hand results.
  • a signal pressure is set in the signal pressure line 57 which, owing to the Spring loading by means of the compression spring 59 is slightly higher than that in the pressure-carrying control pressure line 6 or 7 prevailing control pressure.
  • the pressure difference between the signal pressure and the control pressure is preferably 1 to 2 bar and is adjustable via the adjustable compression spring 59.
  • the compression spring 59 ensures that even after sinking of the signal pressure in the signal pressure lines 6 and 7 to zero in the signal pressure line 57 low pressure of preferably 1 to 2 bar is maintained, which for the afterflow of the pressure fluid in the signal pressure chambers 10 and 11 during the reset process is sufficient.
  • the further development according to the invention ensures that filtered oil is always out the feed line 30 of the pilot control device 8 and the adjusting device 9 becomes. This reliably prevents contamination of these devices. Further can be a suction device with a relatively large suction filter are omitted, so that the hydraulic control according to the invention is structurally more compact can be designed. Furthermore, the adjustment device is continuously filled with oil provided.
  • Figure 3 shows a further embodiment of the invention with an additional Further education.
  • the elements already described with reference to FIG. 1 are included matching reference numerals, so that there is a related repetitive description is unnecessary.
  • valve body 41 of the pilot control device 8 has separate ones Valve areas 42a, 61a, 43a and 42b, 61b and 43b.
  • the valve area 42a, 61a, 43a with the control positions 42a and 43a and the neutral position 61a is used for Actuation of the signal pressure chamber 11.
  • the valve area 42b, 61b, 63b also serves the control positions 42b and 43b and the neutral position 61b for controlling the Control pressure chamber 10.
  • the two valve areas are in one Valve body 41 housed.
  • the function of this 6/3-way valve is largely that same as that of the 4/3-way valve, which in the embodiment according to FIG. 1 Is used.
  • the separation of the control for right and left swiveling has the advantage that if the pilot control device 8 is blocked as a result of the intrusion of Dirt particles no dangerous malfunction occurs. While at Embodiment according to FIG. 1 in the same way as that in FIG. 2 reproduced prior art when the pilot control device 8 is blocked one of their control positions 42 or 43 and a subsequent print page change in the control lines 7 and 6 swiveling the slewing gear without the intentional change of direction is caused, this malfunction in the The embodiment of Figure 3 avoided. If in the embodiment of Figure 3 the pilot control device 8 in one of its control positions, e.g.
  • control pressure chamber 11 is not in unintentionally acted upon by the control pressure, since the control pressure chamber 11 via the in the control position 42a pilot control device 8 blocked with the signal pressure line 57a is connected.
  • the signal pressure line 57a is essentially depressurized, however the control pressure prevailing in the control pressure line 57a via the pressure control valve 56a of the control pressure prevailing in the control line 6 is predetermined. Since after repentance In the intended direction of rotation, the control line 6 is depressurized, there is no fault Swiveling the drive hydraulic pump 2 in the unintended original Direction of conveyance. Thus, an acceleration of the slewing gear into the unintended Direction of rotation effectively prevented.
  • FIG 4 shows an embodiment of one in the context of the present invention used pressure control valves 56, 56a and 56b.
  • the signal pressure line 57 is connected to the pressure fluid tank 17 via a first control edge 70 and connected to the feed line 30 via a second control edge 71.
  • a first one Pressure chamber 72 is connected to one of the control pressure connecting line 52 Control lines 6 and 7 connected, while a second pressure chamber 73 via a Detour line 60 is connected to the signal pressure line 57.
  • a preferably adjustable compression spring 59 is provided in the First pressure chamber 72.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments shown. In particular can the specific configurations of the pilot control device and Adjustment device within the scope of the present invention can also be of a different type.
  • Pressure regulating valves 56, 56a and 56b can have known pressure regulating valves in any Construction are used.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerung, insbesondere zum Ansteuern des Drehwerks eines Baggers. In einem Antriebskreislauf sind eine Antriebs-Hydropumpe (2) und ein Antriebs-Hydromotor vorgesehen, die über Arbeitsleitungen (4, 3) verbunden sind. Die hydraulische Steuerung umfasst eine Verstellvorrichtung (9) zum Verstellen eines zwischen zwei Stelldruckkammern (10, 11) angeordneten, auf das Verdrängungsvolumen einer Antriebs-Hydropumpe (2) einwirkenden Stellkolbens (12). Ferner ist eine Vorsteuereinrichtung (8) vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen zwei Steuerleitungen (6, 7) eine der Stelldruckkammern (10, 11) mit einem Stelldruck beaufschlagt. Entsprechend der erfindungsgemässen Weiterbildung ist die Vorsteuereinrichtung (8) über ein Druckregelventil (56) mit einer Speiseleitung (30) verbunden, wobei die Vorsteuereinrichtung (8) in einer Ansteuer-Stellung (42, 43) eine der beiden Stelldruckkammern (10, 11) über das Druckregelventil (56) mit der Speiseleitung (30) und die jeweils andere Stelldruckkammer (11, 10) mit einem Druckfluid-Tank (17) verbindet. In einer Neutralstellung (61) sind beide Stelldruckkammern (10, 11) über das Druckregelventil (56) mit der Speiseleitung (30) verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerung, insbesondere zum Ansteuern des Drehwerks eines Baggers.
Eine hydraulische Steuerung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 geht z.B. aus der DE 44 05 472 A1 hervor. Das hydraulische Schaltbild dieser bekannten hydraulischen Steuerung ist zum besseren Verständnis der Erfindung in Figur 2 der Zeichnung wiedergegeben und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Figur 2 kurz beschrieben.
Die in Figur 2 dargestellte bekannte Drehwerksteuerung 1 umfaßt eine Antriebs-Hydropumpe 2, die über Arbeitsleitungen 3, 4 mit einem nicht dargestellten Antriebs-Hydromotor zum Antrieb des ebenfalls nicht dargestellten Drehwerks eines Baggers verbunden ist. Die hydraulische Steuerung umfaßt einen Handsteuergeber 5, der über Steuerleitungen 6 und 7 mit einer Vorsteuereinrichtung 8 in Verbindung steht. Mittels der Vorsteuereinrichtung 8 wird einer Verstelleinrichtung 9 der notwendige Stelldruck zugeführt, der unmittelbar aus dem in den Steuerleitungen 6, 7 herrschenden Steuerdruck gewonnen wird. Die Verstelleinrichtung umfaßt einen zwischen zwei Stelldruckkammern 10 und 11 angeordneten Stellkolben 12, der auf das Verdrängungsvolumen der Arbeits-Hydropumpe 2 einwirkt.
Bei Rückstellung des Handsteuergebers 5 in seine Neutralstellung nimmt die Vorsteuereinrichtung 8 ebenfalls ihre Neutralstellung ein, so daß die Verstellvorrichtung 9 nicht mehr mit hydraulischer Energie, d.h. mit Stelldruck versorgt wird. Die Arbeits-Hydropumpe 2 wird über die Rückstellfedern 13 und 14 auf Null-Verdrängungsvolumen langsam zurückgeschwenkt. Dabei wird aus einer Nachsaugeeinrichtung 74, die aus den Rückschlagventilen 15 und dem Nachsaugefilter 16 besteht, Druckfluid in diejenige Stelldruckkammer 10 bzw. 11 nachgesaugt, deren Volumen bei dem Rückstellvorgang zunimmt.
Diese bekannte Drehwerk-Steuerung hat jedoch einige gravierende Nachteile. Durch das Nachsaugen von Druckfluid aus dem Druckfluid-Tank 17 können Schmutz-Partikel in die hydraulische Steuerung eindringen. Dieses Problem kann auch durch das Nachsauge-Filter 16 nur teilweise beseitigt werden. Da während des Nachsaugevorgangs nur geringe Druckunterschiede herrschen, ist das Filter relativ groß zu dimensionieren, was dem Ziel einer geringen Baugröße der hydraulischen Steuerung entgegensteht. Darüberhinaus muß das Nachsaugefilter 16 regelmäßig gereinigt und gewartet werden.
Sofern Schmutzpartikel in die Vorsteuereinrichtung 8 eindringen und diese in einer ihrer Ansteuer-Stellungen verklemmen, wird die Betriebssicherheit erheblich gefährdet. Das Ventil der Vorsteuereinrichtung 8 wird dabei nicht in seine Neutralstellung zurückgeführt, sondern verbleibt in einer seiner Ansteuer-Stellungen. Wird nun durch den Handsteuergeber 5 die jeweils andere Drehrichtung des Drehwerks eingestellt, d.h. die jeweils andere Steuerleitung 6 bzw. 7 mit Steuerdruck beaufschlagt, so führt dies nicht zu der beabsichtigten Umkehr der Ausschwenkrichtung und damit der Förderrichtung der Arbeits-Hydropumpe 2. Vielmehr fördert die Arbeits-Hydropumpe 2 in ihrer vormals eingestellten Förderrichtung weiter, so daß die Drehrichtung des Drehwerks entgegen der Absicht des Benutzers nicht umgekehrt wird, sondern das Drehwerk in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt. Dies kann in der Praxis eine erhebliche Gefahrenquelle darstellen.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich bei der bekannten Drehwerk-Steuerung dadurch, daß bei Ansteuerung der Antriebs-Hydropumpe nicht erfaßt wird, ob in den Arbeitsleitungen 3 und 4 in ausreichendem Maße Druckfluid zur Verfügung steht. Störungen können sich diesbezüglich insbesondere dadurch ergeben, daß das Speisefilter 18 der Speiseeinrichtung 19 verstopft ist und die Speisepumpe 20 nicht im ausreichenden Maße Druckfluid in den Arbeitskreislauf 3, 4 nachspeisen kann. Es besteht daher die Gefahr der Schädigung der Antriebs-Hydropumpe 2 und des nicht dargestellten Antriebs-Hydromotors.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannte hydraulische Steuerung so weiterzubilden, daß Betriebsstörungen z.B. aufgrund des Eindringens von Schmutzpartikeln oder des Verstopfens von Filtern vermieden werden.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit den gattungsbildenden Merkmalen gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei Gewinnung des Stelldrucks für die Verstellvorrichtung aus dem von der Speiseeinrichtung zur Verfügung gestellten Speisedruck zwei Ziele gleichzeitig erreicht werden. Zum einen wird sichergestellt, daß nach Rückstellen des Handsteuergebers und somit auch der Vorsteuereinrichtung in ihre jeweilige Neutralstellung gefiltertes Druckfluid zum Ausgleich der Volumenunterschiede während des Rückstellvorgangs in die Stelldruckkammern der Verstellvorrichtung nachfließt. Auf eine Nachsaugeeinrichtung kann verzichtet werden. Zum anderen wird sichergestellt, daß bei einem Ausfall der Speiseeinrichtung, z.B. durch Verstopfen des Speisefilters, kein Stelldruck zur Verfügung steht und somit die Arbeits-Hydropumpe in ihre Neutralstellung zurückschwenkt. Somit wird eine Schädigung der Arbeits-Hydropumpe und des Arbeits-Hydromotors für den Fall dieser Störung sicher vermieden.
Die Ansprüche 2 bis 10 betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Die Vorsteuereinrichtung kann entsprechend Anspruch 2 in an sich bekannter Weise als 4/3-Wegeventil ausgebildet sein. Vorteilhafter ist es jedoch entsprechend Anspruch 3, die Vorsteuereinrichtung mit getrennten Ventil-Bereichen für jeweils eine Steuerdruckkammer der Verstellvorrichtung getrennt auszubilden. Dadurch wird eine getrennte Ansteuerung des Rechts- und Linksschwenkens des Drehwerks erreicht. Sofern bei dieser Anordnung dennoch Schmutzpartikel in das Ventil der Vorsteuereinrichtung eindringen sollten und diese in einer ihrer Ansteuer-Stellungen blockieren sollten, wird sichergestellt, daß bei Änderung der Aussteuerrichtung mittels des Handsteuergebers und entsprechender Umkehrung der Druckbeaufschlagung der Steuerleitungen 6 und 7 keine unbeabsichtigte Beschleunigung des Drehwerks in die zuvor angesteuerte entgegengesetzte Richtung erfolgt. Die Vorsteuereinrichtung kann in diesem Fall entsprechend Anspruch 5 als 6/3-Wegeventil ausgebildet sein.
Entsprechend den Ansprüchen 7 und 8 kann das zwischen der Speiseeinrichtung und der Vorsteuereinrichtung vorgesehene Druckregelventil bzw. die bei getrennter Ansteuerung des Rechts- und Linksschwenkens entsprechend Anspruch 3 vorgesehenen beiden Druckregelventile den Stelldruck auf den in der Steuerleitung herrschenden Steuerdruck odere einen geringfügig höheren Druck einstellen. Die Druckdifferenz zwischen dem Steuerdruck und dem Stelldruck kann mittels Federbeaufschlagung des Druckregelventils bzw. der Druckregelventile erreicht werden.
Entsprechend Anspruch 9 kann ein Druckabschneideventil zwischen den Steuerdruckleitungen und dem Druckfluid-Tank vorgesehen sein, um den Druck in den Steuerleitungen auf einen vorgegebenen Maximaldruck zu begrenzen.
Ferner kann entsprechend Anspruch 10 ein Bremsventil vorgesehen sein, um ein langsames, verzögertes Abbremsen des Drehwerks zu ermöglichen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1
ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerung,
Fig. 2
eine hydraulische Steuerung entsprechend dem Stand der Technik,
Fig. 3
ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerung,
Fig. 4
ein bei der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerung verwendetes Druckregelventil in schematischer Darstellung.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerung 1.
Der Antrieb des Drehwerks erfolgt über einen nicht dargestellten Antriebs-Hydromotor, der sich in eine durch die Arbeitsleitungen 3 und 4 gebildeten hydraulischen Arbeitskreislauf befindet, der von der Arbeits-Hydropumpe 2 versorgt wird. Die Nachspeisung der Leckverluste in den hydraulischen Kreislauf 3, 4 erfolgt mittels der Speiseeinrichtung 19, die eine Speisepumpe 20 umfaßt. Die Speisepumpe 20 ist im Ausführungsbeispiel an die Arbeits-Hydropumpe 2 gekoppelt und saugt über das Speisefilter 18 Druckfluid aus dem Druckfluid-Tank an und speist dieses in die Speiseleitung 30 ein. Die Speiseleitung 30 ist über Rückschlag- und Druckregelventile 31 und 32 mit den Arbeitsleitungen 3 und 4 verbunden, um das Druckfluid in die jeweilige niederdruckführende Arbeitsleitung 3 bzw. 4 einzuspeisen. Dadurch wird sichergestellt, daß in dem Arbeitskreislauf 3, 4 Druckfluid als Arbeitsmedium in ausreichendem Maße zur Verfügung steht. Zur Vermeidung eines Überdrucks in der Speiseleitung 30 ist ferner ein Überdruckventil 33, das die Speiseleitung 30 mit dem Druckfluid-Tank 17 verbindet, vorgesehen.
Die Ansteuerung der Arbeits-Hydropumpe 2 erfolgt im Ausführungsbeispiel manuell durch den Bediener über den Handsteuergeber 5, der über ein Steuerleitungsfilter 34 mit einer Steuerdruck-Einspeisung 35 in Verbindung steht. Der Handsteuergeber 5 führt in Abhängigkeit von der beabsichtigten Drehrichtung des Drehwerks einer der beiden Steuerleitungen 6 oder 7 einen Steuerdruck zu, dessen Höhe dem beabsichtigten Drehmoment proportional ist. Die jeweils andere Steuerleitung 7 bzw. 6 wird über die Tankleitung 36 belüftet.
Die Steuerleitungen 6 und 7 sind über Drosselstellen 37 und 38 an die Vorsteuerkammern 39 und 40 der Vorsteuereinrichtung 8 geführt. Die Druckdifferenz zwischen den Vorsteuerkammern 39 und 40 bewirkt eine Verschiebung des Ventilkörpers 41 der Vorsteuereinrichtung 8 in eine der beiden Ansteuer-Stellungen 42 bzw. 43, je nachdem, welche der Steuerleitungen 6 bzw. 7 mit dem Steuerdruck beaufschlagt ist.
In den Ansteuer-Stellungen 42 bzw. 43 der Vorsteuereinrichtung 8 wird eine der Stelldruckkammern 10 bzw. 11 mit einem Stelldruck beaufschlagt, während die jeweils andere Stelldruckkammer 11 bzw. 10 über die Tankleitung 44 und das noch näher zu beschreibende Bremsventil 45 mit dem Druckfluid-Tank 17 verbunden wird. Die damit einhergehende Verschiebung des Stellkolbens 12 bewirkt eine Auslenkung der Arbeits-Hydropumpe 2 in die gewünschte Förderrichtung, so daß der nicht dargestellte Antriebs-Hydromotor und das von diesem angetriebene Drehwerk in dem beabsichtigten Drehsinn beschleunigt wird. Für die mechanische Rückstelleinrichtung 46 wird eine der Verstellung des Stellkolbens 12 aus seiner Neutralstellung proportionale Rückstellkraft auf die Vorsteuereinrichtung 8 ausgeübt, wo dies grundsätzlich aus der DE-OS 41 25 706 bekannt ist. Ferner sind mit den Arbeitsleitungen 3 und 4 verbundene Kompensationsleitungen 47 und 48 vorgesehen, so daß sich die zwischen den Arbeitsleitungen 3 und 4 einstellende Druckdifferenz kräftekompensierend auf die Verschiebung des Ventilkörpers 41 der Vorsteuereinrichtung 8 auswirkt.
Ein Druckabschneideventil 50 ist zwischen einem mit den Steuerdruckleitungen 6 und 7 verbundenen Wechselventil 49 und dem Druckfluid-Tank 17 angeordnet. Das Druckabschneideventil 50 bewirkt eine Druckbegrenzung des in der jeweils druckführenden Steuerdruckleitung 6 bzw. 7 herrschenden Steuerdrucks, wobei der Maximaldruck über den elektromagnetischen Geber 51 vorgebbar ist.
Ferner ist ein Bremsventil 45 vorgesehen, das ein gesteuertes und feinfühliges Abbremsen ermöglicht. Das Bremsventil 45 ist zwischen der mit der Vorsteuereinrichtung 8 verbundenen Tankleitung 44 und dem Druckfluid-Tank 17 angeordnet. Das Bremsventil 45 wird über die Steuerdruck-Verbindungsleitung 52 und das Wechselventil 49 einerseits von dem in den Steuerleitungen 6 und 7 herrschenden Steuerdruck und andererseits über die Arbeitsdruckverbindungsleitung 53 und das Wechselventil 54 von dem in der hochdruckseitigen Arbeitsleitung 3 bzw. 4 herrschenden Arbeitsdruck beaufschlagt. Wenn der Handsteuergeber 5 in seine Neutralstellung zurückgeführt wird und somit der Steuerdruck in den Steuerdruckleitungen 6 und 7 absinkt, in der hochdruckseitigen Arbeitsleitung 3 bzw. 4 jedoch noch ein Arbeitsdruck ansteht, wird das Bremsventil 45 in seine gedrosselte Ventilstellung 55 verschoben, so daß die entsprechende Stelldruckkammer 10 bzw. 11 nur verzögert zum Druckfluid-Tank 17 hin belüftet wird und somit der Abbremsvorgang verzögert wird.
Entsprechend der erfindungsgemäßen Weiterbildung wird der Stelldruck nicht unmittelbar aus den Steuerdruckleitungen 6 und 7, sondern mittelbar über ein Druckbegrenzungsventil 56 aus dem in der Speiseleitung 30 herrschenden Speisedruck gewonnen. Dazu ist die Vorsteuereinrichtung 8 über eine Stelldruckleitung 57, das Druckregelventil 56 und die Drosselstelle 58 mit der Speiseleitung 30 verbunden. Das Druckregelventil 56 regelt dabei den in der Stelldruckleitung 57 herrschenden Stelldruck auf ein Druckniveau ein, das sich aus dem Kräftegleichgewicht zwischen dem über die Steuerdruck-Verbindungsleitung 52 und das Wechselventil 49 herangeführten Steuerdruck der jeweils druckführenden Steuerdruckleitung 6 bzw. 7 und der Federbeaufschlagung durch die Druckfeder 59 einerseits und den über die Umwegleitung 60 herangeführten Stelldruck andererseits ergibt. Dabei stellt sich in der Stelldruckleitung 57 ein Stelldruck ein, der aufgrund der Federbeaufschlagung mittels der Druckfeder 59 geringfügig höher ist als der in der druckführenden Steuerdruckleitung 6 bzw. 7 herrschende Steuerdruck. Die Druckdifferenz zwischen dem Stelldruck und dem Steuerdruck beträgt vorzugsweise 1 bis 2 bar und ist über die justierbare Druckfeder 59 einstellbar.
Wenn der Handsteuergeber 5 in seine Neutralstellung zurückgeführt wird, in den Steuerdruckleitungen 6 und 7 daher kein Steuerdruck herrscht und somit der Ventilkörper 41 der Vorsteuereinrichtung 8 in seine Neutralstellung 61 zurückgeschoben wird, sind die Stelldruckkammern 10 und 11 der Verstellvorrichtung 9 über das Druckregelventil 56 mit der Speiseleitung 30 verbunden. Durch die Druckfeder 59 wird sichergestellt, daß Druckfluid über die Stelldruckleitung 57 und die Vorsteuereinrichtung 8 in die Stelldruckkammern 10 und 11 nachfließen kann, wenn der Stollkolben 12 bedingt durch die Rückstellfedern 13 und 14 in seine neutrale Mittelstellung zurückgeschoben wird. Das für den Volumenausgleich in den Stelldruckkammern 10 und 11 benötigte Druckfluid wird entsprechend der erfindungsgemäßen Weiterbildung daher nicht über eine Nachsaugeeinrichtung aus dem Druckfluid-Tank 17 nachgesaugt, sondern über das Druckregelventil 56 aus der Speiseleitung 30 zugeführt. Da das Druckfluid in der Speiseleitung 30 durch das Speisefilter 18 gefiltert ist und von Schmutzpartikeln weitgehend befreit ist, wird eine Verschmutzung der Vorsteuereinrichtung 8 und der Stelldruckkammern 10 und 11 während des Rückstellvorgangs sicher vermieden, zumal die Verbindung zu der Tankleitung 44 in der Neutralstellung 61 der Vorsteuereinrichtung 8 unterbrochen ist. Durch die Druckfeder 59 wird sichergestellt, daß auch nach Absinken des Stelldrucks in den Stelldruckleitungen 6 und 7 auf Null in der Stelldruckleitung 57 ein geringer Druck von vorzugsweise 1 bis 2 bar aufrechterhalten wird, der zum Nachströmen des Druckfluids in die Stelldruckkammern 10 und 11 während des Rückstellvorgangs ausreicht.
Durch die erfindungsgemäße Weiterbildung wird sichergestellt, daß stets gefiltertes Öl aus der Speiseleitung 30 der Vorsteuereinrichtung 8 und der Verstellvorrichtung 9 zugeführt wird. Dadurch wird eine Verschmutzung dieser Einrichtungen sicher vermieden. Ferner kann eine Nachsaugeeinrichtung mit einem relativ groß dimensionierten Nachsaugefilter entfallen, so daß die erfindungsgemäße hydraulische Steuerung baulich kompakter ausgestaltet werden kann. Ferner wird die Verstellvorrichtung kontinuierlich mit Öl versorgt.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, daß der Stelldruck aus dem Speisedruck abgeleitet wird. Infolge einer Betriebsstörung in der Speiseeinrichtung 19, insbesondere durch Verstopfen des Speiseventils 18, kann es vorkommen, daß die Leckverluste in dem Arbeitskreislauf 3, 4 durch die Speiseeinrichtung 19 nicht mehr ausgeglichen werden können. Um Schädigungen der Arbeits-Hydropumpe und des Arbeits-Hydromotors zu vermeiden, ist es in diesem Störzustand unbedingt notwendig, zumindest die Arbeits-Hydropumpe 2 auf Null-Verdrängungsvolumen zurückzuschwenken. Dies wird durch die erfindungsgemäße Weiterbildung automatisch erreicht, da mit einem Abfall des Speisedrucks in der Speiseleitung 30 gleichzeitig ein Abfall des Stelldrucks in der Stelldruckleitung 57 verbunden ist, so daß die Arbeits-Hydropumpe über die Verstellvorrichtung 9 nicht mehr ausgeschwenkt werden kann.
Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer zusätzlichen Weiterbildung. Die bereits anhand von Figur 1 beschriebenen Elemente sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen, so daß sich eine diesbezügliche wiederholende Beschreibung erübrigt.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 die Ansteuerung für das Rechts- und Linksschwenken des Drehwerks getrennt ausgebildet. Dazu weist der Ventilkörper 41 der Vorsteuereinrichtung 8 getrennte Ventilbereiche 42a, 61a, 43a und 42b, 61b und 43b auf. Der Ventilbereich 42a, 61a, 43a mit den Ansteuer-Stellungen 42a und 43a und der Neutral-Stellung 61a dient zur Ansteuerung der Stelldruckkammer 11. Dagegen dient der Ventilbereich 42b, 61b, 63b mit den Ansteuer-Stellungen 42b und 43b und der Neutral-Stellung 61b zur Ansteuerung der Steuerdruckkammer 10. Die beiden Ventilbereiche sind in einem einheitlichen Ventilkörper 41 untergebracht. Die Funktion dieses 6/3-Wegeventils ist weitgehend die gleiche wie die des 4/3-Wegeventils, das beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 Verwendung findet.
Für jeden Ventilbereich der Vorsteuereinrichtung 8 ist ein separates Druckregelventil 56a und 56b vorgesehen, die beide mit der Speiseleitung 30 über die Drosselstelle 58 verbunden sind. Durch das Druckregelventil 56a wird der Druck in der Stelldruckleitung 57a im wesentlichen auf den durch die Steuerleitung 6 vorgegebenen Steuerdruck eingeregelt, wobei der Druck in der Steuerdruckleitung 57a jedoch aufgrund der Druckfeder 59a geringfügig größer als der Steuerdruck in der Steuerleitung 6 ist. Gleiches gilt für das Druckregelventil 56b, wobei der Stelldruck in der Stelldruckleitung 57b im wesentlichen auf den in der Steuerleitung 7 herrschenden Steuerdruck eingeregelt wird, jedoch aufgrund der Druckfeder 59b geringfügig größer ist als der in der Steuerleitung 7 herrschende Steuerdruck.
Die Trennung der Ansteuerung für das Rechts- und Linksschwenken hat den Vorteil, daß bei einem Blockieren der Vorsteuereinrichtung 8 infolge des Eindringens von Schmutzpartikeln kein gefahrbringender Störzustand auftritt. Während beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 in gleicher Weise wie auch bei dem in Figur 2 wiedergegebenen Stand der Technik bei einer Blockierung der Vorsteuereinrichtung 8 in einer ihrer Ansteuer-Stellungen 42 oder 43 und einem nachfolgenden Druckseitenwechsel in den Steuerleitungen 7 und 6 ein Weiterschwenken des Drehwerks ohne den beabsichtigten Drehrichtungswechsel hervorgerufen wird, wird dieser Störzustand bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 vermieden. Wenn beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 die Vorsteuereinrichtung 8 in einer ihrer Ansteuer-Stellungen, z.B. in der Ansteuerstellung 42a und 42b, blockiert wird, so bedeutet dies, daß die Stelldruckkammer 11 über das Druckregelventil 56a mit der Speiseleitung 30 und die Stelldruckkammer 10 über die Tankleitung 44 mit dem Druckfluid-Tank 17 in Verbindung steht. Wird nun infolge eines beabsichtigten Drehrichtungswechsels des angesteuerten Drehwerks mittels des Handsteuergebers 5 statt der Steuerleitung 6 die Steuerleitung 7 mit Steuerdruck beaufschlagt, so bewirkt dies kein erneutes Ausschwenken der Antriebs-Hydropumpe 2, denn die Verbindung mit der Stelldruckleitung 57b ist aufgrund des Blockierens der Vorsteuereinrichtung 8 in der Ansteuer-Stellung 42b abgeschnitten. Die Stelldruckkammer 10 wird nachher in diesem Störzustand nicht mit Stelldruck beaufschlagt. Anders als beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 wird jedoch auch die Stelldruckkammer 11 nicht in unbeabsichtigter Weise mit Stelldruck beaufschlagt, da die Stelldruckkammer 11 über die in der Ansteuer-Stellung 42a blockierte Vorsteuereinrichtung 8 mit der Stelldruckleitung 57a in Verbindung steht. Die Stelldruckleitung 57a ist jedoch im wesentlichen drucklos, da der in der Stelldruckleitung 57a herrschende Stelldruck über das Druckregelventil 56a von dem in der Steuerleitung 6 herrschenden Steuerdruck vorgegeben wird. Da nach Umkehr der beabsichtigten Drehrichtung die Steuerleitung 6 drucklos ist, erfolgt kein fehlerhaftes Ausschwenken der Antriebs-Hydropumpe 2 in der nicht beabsichtigten ursprünglichen Förderrichtung. Somit wird eine Beschleunigung des Drehwerks in die nicht beabsichtigte Drehrichtung wirksam verhindert.
Im Hinblick auf das erfindungsgemäße Ersetzen der Nachsaugeeinrichtung durch eine über die Druckregelventile 56a und 56b gesteuerte Ölnachführung aus der Speiseleitung 30 kann auf die vorstehend wiedergegebenen Vorteile verwiesen werden.
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Druckregelventile 56, 56a und 56b.
Die Stelldruckleitung 57 ist über eine erste Steuerkante 70 mit dem Druckfluid-Tank 17 und über eine zweite Steuerkante 71 mit der Speiseleitung 30 verbunden. Ein erster Druckraum 72 ist über die Steuerdruck-Verbindungsleitung 52 mit einer der Steuerleitungen 6 bzw. 7 verbunden, während ein zweiter Druckraum 73 über eine Umwegleitung 60 mit der Stelldruckleitung 57 in Verbindung steht. Ferner ist in dem ersten Druckraum 72 eine vorzugsweise justierbare Druckfeder 59 vorgesehen. Durch das sich einstellende Kräftegleichgewicht wird der Druck in der Stelldruckleitung 57 auf einen geringfügig höheren Druck als der in der Steuerdruck-Verbindungsleitung 52 herrschende Steuerdruck eingestellt. Die Differenz zwischen dem in der Stelldruckleitung 57 herrschenden Stelldruck und dem über die Steuerdruck-Verbindungsleitung 52 vorgegebenen Steuerdruck entspricht der durch die Druckfeder 59 hervorgerufenen Zusatzkraft. Die Druckdifferenz zwischen dem Stelldruck und dem Steuerdruck beträgt vorzugsweise 1 bis 2 bar.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt. Insbesondere können die konkreten Ausgestaltungen der Vorsteuereinrichtung und der Verstellvorrichtung im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch anders geartet sein. Als Druckregelventile 56, 56a und 56b können bekannte Druckregelventile in beliebiger Bauweise zum Einsatz kommen.

Claims (10)

  1. Hydraulische Steuerung, insbesondere zum Ansteuern des Drehwerks eines Baggers, mit
    einem hydraulischen Antriebskreislauf (2, 3, 4) mit einer Antriebs-Hydropumpe (2) und einem Antriebs-Hydromotor sowie zwei die Antriebs-Hydropumpe (2) und den Antriebs-Hydromotor verbindende Arbeitsleitungen (3, 4),
    einer Speiseeinrichtung (19) zum Einspeisen von Druckfluid in den Antriebskreislauf (2, 3, 4),
    einer Verstellvorrichtung (9) zum Verstellen eines zwischen zwei Stelldruckkammern (10, 11) angeordneten, auf das Verdrängungsvolumen der Arbeits-Hydropumpe (2) einwirkenden Stellkolbens (12) und
    einer Vorsteuereinrichtung (8), welche in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen zwei Steuerleitungen (6, 7) die Stelldruckkammern (10, 11) mit einem Stelldruck beaufschlagt,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Vorsteuereinrichtung (8) über zumindest ein Druckregelventil (56) mit der Speiseeinrichtung (19) verbunden ist, wobei die Vorsteuereinrichtung (8) in einer Ansteuer-Stellung (42, 43) eine der beiden Stelldruckkammern (10; 11) über das Druckregelventil (56) mit der Speiseeinrichtung (19) und die jeweils andere Stelldruckkammer (11; 10) mit einem Druckfluid-Tank (17) und in einer Neutral-Stellung (41) beide Stelldruckkammern (10, 11) über das Druckregelventil (56) mit der Speiseeinrichtung (19) verbindet.
  2. Hydraulische Steuerung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß es sich bei der Vorsteuereinrichtung (8) um ein 4/3-Wegeventil handelt.
  3. Hydraulische Steuerung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Vorsteuereinrichtung (8) zwei getrennte Ventil-Bereiche (42a, 61a, 43a; 42b, 61b, 43b) jeweils zum Verbinden einer der beiden Stelldruckkammern (10, 11) über jeweils ein dem Ventil-Bereich (42a, 61a, 43a; 42b, 61b, 43b) zugeordnetes Druckregelventil (56a; 56b) mit der Speiseeinrichtung (19) aufweist.
  4. Hydraulische Steuerung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß beide Ventilbereiche (42a, 61a, 43a; 42b, 61b, 43b) der Vorsteuereinrichtung (8) eine Neutralstellung (61a; 61b) aufweisen, in der die zugeordnete Steuerdruckkammer (11; 10) über das zugeordnete Druckregelventil (56a; 56b) mit der Speiseeinrichtung (19) verbunden ist.
  5. Hydraulische Steuerung nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß es sich bei der Vorsteuereinrichtung (8) um ein 6/3-Wegeventil handelt.
  6. Hydraulische Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Speiseeinrichtung (19) eine Speisepumpe (20) aufweist, die über Rückschlagventile (31, 32) mit den Arbeitsleitungen (3, 4) verbunden ist.
  7. Hydraulische Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Druckregelventil (56) bzw. die Druckregelventile (56a, 56b) den Stelldruck auf den in der druckführenden Steuerleitung (6, 7) herrschenden Steuerdruck einstellt bzw. einstellen.
  8. Hydraulische Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Druckregelventil (56) bzw. die Druckregelventile (56a, 56b) den Stelldruck auf einen gegenüber dem in der druckführenden Steuerleitung (6, 7) herrschenden Steuerdruck geringfügig höheren Druck einstellt bzw. einstellen.
  9. Hydraulische Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Druckabschneideventil (50) zwischen den Steuerleitungen (6, 7) und dem Druckfluid-Tank (17) vorgesehen ist, das den Druck in den Steuerleitungen (6, 7) auf einen vorgegebenen Maximaldruck begrenzt.
  10. Hydraulische Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Bremsventil (45) zwischen der Vorsteuereinrichtung (8) und dem Druckfluid-Tank (17) vorgesehen ist, das die Verbindung zwischen den Stelldruckkammern (10, 11) und dem Druckfluid-Tank (17) in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen der druckführenden Steuerdruckleitung (6, 7) und der druckführenden Arbeitsleitung (3, 4) drosselt.
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