EP1290351B1 - Hydraulic control device - Google Patents
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- EP1290351B1 EP1290351B1 EP01981923A EP01981923A EP1290351B1 EP 1290351 B1 EP1290351 B1 EP 1290351B1 EP 01981923 A EP01981923 A EP 01981923A EP 01981923 A EP01981923 A EP 01981923A EP 1290351 B1 EP1290351 B1 EP 1290351B1
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- EP
- European Patent Office
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- control
- pressure
- control device
- longitudinal bore
- slide
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
- F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
- F15B13/0416—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor with means or adapted for load sensing
- F15B13/0417—Load sensing elements; Internal fluid connections therefor; Anti-saturation or pressure-compensation valves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B2013/002—Modular valves, i.e. consisting of an assembly of interchangeable components
- F15B2013/006—Modular components with multiple uses, e.g. kits for either normally-open or normally-closed valves, interchangeable or reprogrammable manifolds
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/5109—Convertible
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- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/87169—Supply and exhaust
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- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/87169—Supply and exhaust
- Y10T137/87177—With bypass
- Y10T137/87185—Controlled by supply or exhaust valve
Definitions
- the invention is based on a hydraulic Control device for load pressure independent control of a double acting motor according to the in the preamble of Claim 1 specified genus.
- From DE 19 44 822 A1 is a hydraulic Control device for load pressure independent control of a known double-acting engine, in which a pressure compensator upstream of that formed on the spool Orifice plate is switched.
- a pressure compensator upstream of that formed on the spool Orifice plate is switched.
- This directional valve with the Orifice plate upstream pressure compensator is Throttle slide in the closing direction from the pressure upstream of the Orifice plate on the control slide and in the opening direction from Pressure downstream of the orifice plate, i.e. plus the load pressure acted upon by the force of a spring.
- the pressure compensator holds thus the pressure difference across the measuring throttle on the directional valve constant even with different load pressure and therefore also the associated flow, so that the on the directional valve set working speed is kept constant.
- Such a directional valve is also called LS (Load Sensing) Valve called primary individual pressure compensator, one Control independent of load pressure allowed.
- LS Load Sensing
- a disadvantage of this control device is that it has none supply-dependent oil flow distribution enables. Become with such directional valves, multiple motors in parallel operation controlled at the same time, so the motor with the lowest load pressure supplied with a pressure medium flow, while the rest of the volume flow to the others Motors is headed. This changes with the load pressure Ratio of the distribution of the volume flows, which is not here remains constant. This can happen especially when there is a shortage cause the function of the least stressed Motors is maintained while a heavily loaded, parallel one actuated motor stops, which in many Use cases is not desirable.
- Such a LS directional control valve builds relatively complex and expensive, its Housing is specially equipped for this type and its Components such as housings, flange patterns and sliders only for this LS directional control valve with primary individual pressure compensator is suitable is.
- Such a hydraulic control device is also for load pressure compensated control of a double acting Motors known from DE 36 34 728 A1, two of which Directional control valves for parallel actuation of the assigned Motors from a common variable displacement pump with pressure medium are supplied, the controller with a control line a shuttle valve chain with the maximum load pressure of the two motors is applied.
- the pressure compensator used for load pressure compensation downstream of a metering orifice on the control slide
- the Pressure compensator also used for direction control Piston sections of the control spool is connected upstream.
- the Throttle valve in the downstream pressure compensator is in Opening direction from the pressure downstream of the orifice plate and in Closing direction of the highest load pressure and the Control pressure difference applied by the control spring.
- EP 0 877 169 A2 is a hydraulic one Control device for load pressure independent control of a double-acting motor known with such LC directional valves for oil flow distribution in the event of undersupply works and for this purpose secondary individual pressure compensators having. Furthermore, this directional valve points between Control spool and pressure compensator an additional Check valve on, with the higher one Security requirements can be met.
- This too Directional control valve has a housing that is only for one LC type is suitable and not with an LS directional control valve Primary individual pressure compensator can be used.
- the hydraulic control device load pressure independent control of a double acting Motors with the characterizing features of claim 1 on the other hand the advantage that with it both valves in Manufacture LS and LC technology with the same housing let by just another throttle valve for the Pressure compensator is installed.
- An LS directional control valve can thus be used with primary individual pressure compensator for load-independent control with the same housing manufacture like an LC directional valve Secondary individual pressure compensator for the oil flow distribution at Undersupply.
- the flange patterns remain on the housing and the control spool in the housing is the same.
- FIG. 1 shows a longitudinal section through a hydraulic control device with an LS directional control valve and primary individual pressure compensator in a simplified representation
- Figure 2 as a detail a shuttle valve from a Control circuit according to II-II in Figure 1
- Figure 3 is a schematic Representation of a control block for two double-acting Motors with two control devices in LS technology
- Figure 4 shows a longitudinal section through a hydraulic Control device with an LC directional valve and combined Simplified representation of the secondary individual pressure compensator
- FIG. 5 shows a schematic illustration of a control block for two double-acting engines with two Control devices in LC technology according to FIG. 4.
- Figure 1 shows a longitudinal section through a hydraulic Control device 10 in LS technology for load pressure independent Control of a double-acting engine.
- the Control device 10 are the actual directional valve 11 in Load sensing (LS) - execution as well as the assigned Pressure compensator 12 in a version as Primary individual pressure compensator in a common housing 13 arranged.
- LS Load sensing
- the housing 13 has one between the two end faces continuous longitudinal bore 14, in the by annular Extensions trained a total of seven chambers 15 to 21 , of which the five adjacent chambers 15 to 19 serve to control the direction of the pressure medium flow, while the two outer chambers 20, 21 one Measuring aperture 22 are assigned, which of Speed control of the engine is used.
- the five adjacent chambers 15 to 19 serve the middle one Chamber as inlet chamber 17, while those lying next to it Chambers a first motor chamber 16 and a second Form motor chamber 18 with a motor connection 23rd or 24 are connected.
- Beside everyone Motor chamber 16, 18 is a return chamber 15 or 19, which are not shown in detail are connected to a return port in the housing 13.
- 21 is used in addition to the first orifice chamber 20 located in the second return chamber 19 as the outlet-side orifice chamber and the other as inlet-side, second orifice chamber 21.
- a spool 25 is tight and slidably guided.
- the control slide 25 is by annular grooves divided into six piston sections 27 to 32.
- the three adjacent piston sections 27, 28, 29 are with Control edges equipped and serve the direction control.
- An adjoining fourth piston section 30, which in the drawn neutral position of the spool 25 in the outlet-side measuring orifice chamber 20 is used all to relieve a control circuit.
- the one about it subsequent fifth piston section 31 is part of the Measuring aperture 22 and determines with its control edges Deflection of the control spool in both working positions the size of the volume flow to the motor and thus its speed.
- the outer sixth piston section 32 protrudes from the longitudinal bore 14 so that a attack actuator not shown can.
- Control slide 25 with the first piston section 27 in one double-acting return device 33, the type of which is known per se and which the spool in its Neutral position 34 centered, out of which he in two Working positions 35 and 36 can be deflected. Furthermore, the Control slide 25 to a fourth switching position 37, which as Free position is executed.
- FIG. 1 also shows, are in the housing 13 below the first longitudinal bore 14 has a blind hole-like bore 39 and a second longitudinal bore 41 arranged underneath, which all run parallel to the first longitudinal bore 14.
- the Blind hole 39 is inside Check valve 42 with its spherical closing member 43 on.
- there is the second one set off several times Longitudinal bore 41 between the first, located on the operator side End face 38 and the return device 33, second end face 40 of the housing 13 and takes the inside Primary individual pressure compensator 12.
- the outlet-side measuring orifice chamber 20 in substantially perpendicular to the spool 25 itself extending extension 45 which is the second Longitudinal bore 41 intersects.
- a circulation chamber 46 in the end near the slide opens the blind hole-like bore 38, while the circulation chamber 46 with its from the spool 25th opposite end penetrates the second longitudinal bore 41.
- a Ring web 47 On this forms one between the extension 45 and the Circulation chamber 46 extending wall of the housing 13 a Ring web 47, the first on both sides of the housing Control edge 48 in the extension 45 and a second Control edge 49 has in the circulation chamber 46.
- the second flows Longitudinal bore 41 at three axially spaced apart Make a first (51), second (52) or third Control pressure opening (53).
- the inlet channel 55 runs between the two Flange surfaces of the housing 13 and stands with the inlet, second orifice chamber 21 in connection.
- the channel 54 with its control pressure opening 51 lies in a portion of the housing 13 that is between the extension 45 and the operator-side end face 38. It is the distance of the first control pressure opening 51 from the first End face 38 chosen essentially the same size as that Distance of the third control pressure opening 53 from it assigned second end face.
- the third Control pressure opening 53 is part of a Y ' designated control line 57, via which a maximum Load pressure of a control circuit in the second longitudinal bore 41 is feasible.
- the third control pressure opening 53 is in accordingly in a second expanded section 58, which corresponds to the first expanded section 56.
- In the area of the second longitudinal bore 41 between the an inner is located in both enlarged sections 56, 58 Section 59, in which the second control pressure port 52 in the second longitudinal bore 41 opens.
- the second control pressure port 52 is at a short distance from the circulation chamber 46.
- the second control pressure opening 52 is for tapping the maximum load pressure of the connected motor.
- Shuttle valve 61 and control pressure channel 63 form parts of a known Control pressure circuit 64, in a manner known per se the maximum load pressure selected via shuttle valve chains and is used for load sensing control.
- the second continuous longitudinal bore is in the housing 13 41 closed to the outside by sealing plug 65, which in Two types are available, namely as sealing plug 66 and Shut-off plug 67.
- sealing plug 65 in Two types are available, namely as sealing plug 66 and Shut-off plug 67.
- the sealing plug 66 in the first expanded section 56 screwed in and serves at the same time as a stop for a throttle slide 68 Primary individual pressure compensator 12.
- the one in the second extended section 58 screwed shut-off plugs 67 protrudes with a collar 69 into the inner section 59 the second longitudinal bore 41 so that it is the third Control pressure opening 53 overlaps and thus hydraulically shuts off.
- Sealing plug 66 and shut-off plug 67 are formed together with the second longitudinal bore 41 so that the two plugs 65 also interchanged can be arranged in the second longitudinal bore 41.
- FIG. 1 also shows, the second Longitudinal bore 41 between the two plugs of the Throttle slide 68 slidably guided.
- the throttle slide 68 has a control edge 72 on a first piston section 71 on with the first control edge 48 fixed to the housing Ring web 47 works together.
- the first piston section 71 has a measuring surface 73 facing the sealing plug 66 which of the throttle slide 68 over the first Control pressure opening 51 from the pressure in the inlet channel 55 is applied.
- the throttle slide 68 is a compression spring 75th acted upon, which is arranged in a spring chamber 76 and the throttle slide 68 with its stop pin 77 holds against the sealing plug 66 in a starting position.
- the spring chamber 76 is inside the Throttle slide 68 extending bores 78 with the pressure in the extension 45, ie with the pressure downstream of the orifice 22, applied in the opening direction.
- the outlet-side orifice chamber 20 is in this way via a transverse channel 79 with the inlet chamber 17 in Connection, wherein in this transverse channel 79 in succession Pressure compensator 12 and the check valve 42 are switched.
- the throttle slide 68 is so downstream of the Measuring aperture 22, but is on its measuring surface 73 from Inlet pressure is applied so that it is in an LS directional control valve 11 assume the function of a primary individual pressure compensator can.
- FIG. 3 shows a schematic representation of a Control block in which, in addition to the first control device 10 a similar, second control device 62 are flanged together so that at least two are double Acting motors can be operated in parallel.
- the Control devices 11, 62 are between one Connection plate 81 and an end plate 82 arranged and connected in parallel to the continuous inlet channel 55.
- the inlet channel 55 is one Pressure medium supply unit 83 supplied with pressure medium, the maximum load pressure via the control circuit 64 is returned.
- the shuttle valves 61 form in both Control devices 10, 62 a valve chain, via which the maximum load pressure selected and forwarded or a relief of the control circuit 64th he follows.
- FIG. 3 there are components with the same function as indicated in Figure 1, so that the interconnection of the Control pressure ports 51, 52 and 53 and the function of Shut-off plug 67 becomes recognizable.
- control device 10 is as follows explained, the basic function of such LS directional control valves is assumed to be known per se.
- Both identical to each other, connected in parallel Control devices 10, 62 is the respective one Primary individual pressure compensator 12 of the orifice 22 each downstream and is also upstream from the directional control edges in the directional control valve 11.
- the throttle valve 68 so designed and arranged and is by the Control pressures applied so that the function of a Primary individual pressure compensator is reached. This is how the pressure works from the inlet channel 55 and thus upstream from the metering orifice 22 via the channel 54 and the first control pressure opening 51 the measuring surface 73 of the throttle slide 68 in closing Direction.
- the pressure downstream of the orifice 22 in the Extension 45 is on the holes 78 in Throttle slide 68 guided into the spring chamber 76, where it together with the spring 75, the throttle slide 68 in opening direction.
- the shuttle valve 61 the pressure is compared between the pressure Y1 im Spring chamber 76 and the pressure Y2 from the neighboring Control device 62.
- the one in the control pressure circuit 64 The selected, highest load pressure becomes pump 83 on the one hand and on the other hand passed into the control line 57.
- This Control line 57 is in each control device 10 or 62 shut off by the stopper 67, the respective collar 69 sealing against the spring space 76 takes over.
- the sealing plug 66 acts on the opposite side as a stop for the throttle slide 68.
- control device 10 If the control device 10 is operated by itself and deflected into one of the working positions 35 or 36, so a load pressure independent control of the connected motor.
- the one from the Pressure medium supply unit 83 via the inlet channel 55 incoming volume flow then flows over the controlled one Orifice plate 22 and the downstream primary pressure compensator and the check valve 43 into the inlet chamber 17 and further back to the engine or from the engine to the return.
- the fourth controls Piston section 30 the connection to the second return chamber 19 so that there is no oil loss to the return.
- the control edge 72 on the first Piston section 71 with the first control edge fixed to the housing 48 works together.
- the opening of the measuring throttle 22 in the extension 45 can build up pressure over the Build up bores 78 also in the spring chamber 76 and load the throttle slide 68 in the opening direction. at one flowing over the transverse channel 79 to the engine Volume flow thus holds the pressure compensator 12 the pressure drop constant via the measuring orifice 22 in a manner known per se, so that the speed of the motor is proportional to Deflection of the control slide 25 and thereby independent of Load pressure fluctuations is controlled.
- the check valve 42 in the transverse channel 79 also provides for any Faults for a safe holding of the load.
- both control devices 10, 62 become simultaneous actuated, so prevent the inlet pressure Primary individual pressure compensators 12 a mutual Influencing at different consumer pressures in the Parallel operation as long as the volume flow is sufficiently large from the pressure medium supply unit 83 is provided.
- there is an undersupply Volume flow this can become known per se Disadvantages, with the function of the lowest loaded engine is maintained while it becomes a A motor with high pressure comes to a standstill, which comes in many applications is not desired.
- FIG. 4 now shows the second embodiment of FIG Invention a third control device 90, which acts as an LC directional valve 91 for oil flow distribution in the event of undersupply is executed and for this purpose with a Secondary individual pressure compensator 92 works.
- This third Control device 90 differs from the first Control device 10 according to Figure 1 as follows, wherein for same components same reference numerals are used.
- this third control device 90 with the exception of another throttle valve 93 same parts as in the first control device 10 are used, in particular the housing 13 with its Control slide 25, the check valve 42 and the Shuttle valve 61 according to Figure 2 and also the two Plug 65.
- the stopper 67 which is also a stop for the throttle slide 93 serves, the first one is hydraulically blocked Control pressure opening 51.
- the sealing plug allows 66, that now the third control pressure opening 53 with the Spring chamber 76 is connected.
- the second throttle valve 93 for the Secondary individual pressure compensator 92 now has a first Piston section 94 has a control edge 95 which is connected to the second Control edge 49 fixed to the housing cooperates.
- the Measuring surface 73 on the same side of the piston section 94 as the control edge 95 is formed and is thus from the pressure acted upon in the extension 45.
- a second Piston section 96 is the throttle valve 93 in the range of inner portion 59 of the second longitudinal bore 41 sliding guided and hydraulically separates the one with the third Control pressure opening 53 connected spring chamber 76 from the second control pressure port 52.
- This second Control pressure opening 52 is an annular groove 97 in the Throttle slide 93 constantly with the circulation chamber 46 connected.
- the first piston section 94 of the Throttle valve 93 arranged a notch 98, over which in Starting position of the throttle slide 93, the circulation chamber 46 constantly to the extension 45 and thus to the second Return chamber 19 is relieved.
- FIG. 5 shows in a manner corresponding to FIG. 3 in schematic representation of a control block in which in addition the third control device 90 a similar, second Control device 100 are flanged together so that at least two double-acting motors can be operated in parallel are.
- the connection plate 81, the end plate 82 and the Pressure medium supply unit 83 are the same as in FIG. 3.
- FIG. 4 in connection with FIG to achieve an LC directional valve with Secondary individual pressure compensator the location of the Control pressure taps 51, 52, 53 in the housing 13 have not changed and only changed the throttle valve 93 itself.
- the secondary pressure compensator 92 now acts on the measuring surface 73 Pressure of the extension 45 and thus the pressure downstream of the orifice plate 22.
- the spring chamber 76 acts the highest load pressure Y '. This tap of the Load pressure signal comes from the circulation chamber 46, via the Ring groove 97 in the throttle valve 93, the second Control pressure port 52 and the shuttle valve 61, from where that Load pressure signal also in the control line 57 and thus for third control pressure opening 53 can reach.
- the third control device 90 is in the neutral position the second control pressure port 52 via the notch 98 and the Control slide 25 relieved to the second return chamber 19.
- the shut-off plug 67 blocks the one not required Control pressure in front of the orifice 22 hydraulically by Bund 69 blocked the connection to extension 45.
- the operation of the third control device 90 is as follows explained, the basic function of a such LC directional valve provided as known per se becomes.
- the third control device 90 becomes by itself actuated, and in one of the working positions 35 or 36 deflected, so a load pressure independent control of the connected motor.
- the Secondary pressure compensator 92 keeps the pressure drop across Measuring aperture 22 constant so that the speed of the engine controlled proportional to the deflection of the control slide 25 becomes.
- Both control devices 90 and 100 become parallel actuated, there is a supply-dependent Oil flow sharing, also known as social Behavior is called.
- the highest one is on one of the motors occurring load pressure on the spring side 76 of all secondary pressure compensators 92 of the control devices 90 and 100 created.
- the throttle slide 93 both pressure compensators 92 so that at their respective Measuring aperture 22 facing end face 73 also different loads on the motors always the same pressure prevails, so that the orifice plates 22 in proportion constant amounts of pressure medium flow through each other become.
- it is one Valve arrangement for dividing the pump flow into individual, partial flows flowing to each motor, whereby also at different load on the engines Division ratio remains constant and thus the desired Speed is maintained.
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Description
Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen
Steuereinrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung eines
doppelt wirkenden Motors nach der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.The invention is based on a hydraulic
Control device for load pressure independent control of a
double acting motor according to the in the preamble of
Aus der DE 19 44 822 A1 ist eine hydraulische Steuereinrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung eines doppelt wirkenden Motors bekannt, bei der eine Druckwaage stromaufwärts von der am Steuerschieber ausgebildeten Meßblende geschaltet ist. Bei diesem Wegeventil mit der Meßblende vorgeschalteter Druckwaage wird deren Drosselschieber in Schließrichtung vom Druck stromauf der Meßblende am Steuerschieber und in Öffnungsrichtung vom Druck stromab der Meßblende, also vom Lastdruck zuzüglich der Kraft einer Feder beaufschlagt. Die Druckwaage hält somit die Druckdifferenz über die Meßdrossel am Wegeventil auch bei unterschiedlichem Lastdruck konstant und somit auch den zugehörigen Durchfluß, so daß die am Wegeventil eingestellte Arbeitsgeschwindigkeit konstant gehalten wird. Ein solches Wegeventil wird auch als LS- (Load Sensing) Ventil mit Primärindividualdruckwaage bezeichnet, das eine lastdruckunabhängige Steuerung erlaubt. Von Nachteil bei dieser Steuereinrichtung ist, daß sie keine versorgungsabhängige Ölstromaufteilung ermöglicht. Werden mit solchen Wegeventilen mehrere Motoren im Parallelbetrieb gleichzeitig gesteuert, so wird zuerst der Motor mit dem niedrigsten Lastdruck mit einem Druckmittelstrom versorgt, während der übrige Rest des Volumenstroms zu den anderen Motoren geleitet wird. Mit dem Lastdruck ändert sich das Verhältnis der Aufteilung der Volumenströme, das hier nicht konstant bleibt. Gerade bei Unterversorgung kann dies dazu führen, daß die Funktion des am niedrigsten belasteten Motors erhalten bleibt, während ein hochbelasteter, parallel betätigter Motor stehen bleibt, was in vielen Anwendungsfällen nicht erwünscht ist. Ein solches LS-Wegeventil baut relativ aufwendig und teuer, wobei dessen Gehäuse speziell für diese Bauart ausgerüstet ist und seine Bauelemente wie Gehäuse, Flanschbilder und Schieber nur für dieses LS-Wegeventil mit Primärindividualdruckwaage geeignet ist.From DE 19 44 822 A1 is a hydraulic Control device for load pressure independent control of a known double-acting engine, in which a pressure compensator upstream of that formed on the spool Orifice plate is switched. With this directional valve with the Orifice plate upstream pressure compensator is Throttle slide in the closing direction from the pressure upstream of the Orifice plate on the control slide and in the opening direction from Pressure downstream of the orifice plate, i.e. plus the load pressure acted upon by the force of a spring. The pressure compensator holds thus the pressure difference across the measuring throttle on the directional valve constant even with different load pressure and therefore also the associated flow, so that the on the directional valve set working speed is kept constant. Such a directional valve is also called LS (Load Sensing) Valve called primary individual pressure compensator, one Control independent of load pressure allowed. A disadvantage of this control device is that it has none supply-dependent oil flow distribution enables. Become with such directional valves, multiple motors in parallel operation controlled at the same time, so the motor with the lowest load pressure supplied with a pressure medium flow, while the rest of the volume flow to the others Motors is headed. This changes with the load pressure Ratio of the distribution of the volume flows, which is not here remains constant. This can happen especially when there is a shortage cause the function of the least stressed Motors is maintained while a heavily loaded, parallel one actuated motor stops, which in many Use cases is not desirable. Such a LS directional control valve builds relatively complex and expensive, its Housing is specially equipped for this type and its Components such as housings, flange patterns and sliders only for this LS directional control valve with primary individual pressure compensator is suitable is.
Ferner ist eine solche hydraulische Steuereinrichtung zur lastdruckkompensierten Steuerung eines doppelt wirkenden Motors aus der DE 36 34 728 A1 bekannt, wobei zwei derartige Wegeventile für eine parallele Betätigung der zugeordneten Motoren von einer gemeinsamen Verstellpumpe mit Druckmittel versorgt werden, deren Regler über eine Steuerleitung mit einer Wechselventilkette mit dem jeweils maximalen Lastdruck der beiden Motoren beaufschlagt wird. Hier ist bei jedem Wegeventil die zur Lastdruckkompensation dienende Druckwaage einer Meßblende am Steuerschieber nachgeschaltet, wobei die Druckwaage zusätzlich den zur Richtungssteuerung dienenden Kolbenabschnitten des Steuerschiebers vorgeschaltet ist. Der Drosselschieber in der nachgeschalteten Druckwaage wird in Öffnungsrichtung vom Druck stromab der Meßblende und in Schließrichtung vom jeweils höchsten Lastdruck und der Regeldruckdifferenz durch die Regelfeder beaufschlagt. Bei solchen Wegeventilen mit Sekundärindividualdruckwaage, die auch als LC (Load Compensating)-Wegeventile bezeichenbar sind, lassen sich die eingangs genannten Nachteile vermeiden. Hier fließt bei Parallelbetätigung von zwei oder mehr Wegeventilen und nicht ausreichendem Pumpenölstrom, also bei einer Unterversorgung, gleichmäßig über alle Meßblenden weniger Öl. Die Druckdifferenzen an den jeweiligen Meßblenden werden dabei kleiner und es fließt weniger Öl zu den Motoren. Der Ölstrom durch die Wegeventile nimmt im Verhältnis zu den vorgegebenen Sollwerten ab. Es handelt sich also prinzipiell um eine Ventilanordnung zum Aufteilen des Pumpenstroms in einzelne, zu jedem Motor fließende Teilströme, wobei auch bei unterschiedlicher Belastung der Motoren das Teilungsverhältnis konstant bleibt und somit die Bewegungen aufrecht erhalten werden, ohne daß es zu einem Stillstand des höchst belasteten Motors kommt. Auch ein solches LC-Wegeventil baut relativ aufwendig und teuer, wobei dessen Gehäuse speziell für diese Bauart ausgerüstet ist und dementsprechend eigene Gehäuse, Flanschbilder und Schieber aufweist, die sich nur für ein Wegeventil mit Sekundärindividualdruckwaage eignen.Such a hydraulic control device is also for load pressure compensated control of a double acting Motors known from DE 36 34 728 A1, two of which Directional control valves for parallel actuation of the assigned Motors from a common variable displacement pump with pressure medium are supplied, the controller with a control line a shuttle valve chain with the maximum load pressure of the two motors is applied. Here is with everyone Directional control valve the pressure compensator used for load pressure compensation downstream of a metering orifice on the control slide, the Pressure compensator also used for direction control Piston sections of the control spool is connected upstream. The Throttle valve in the downstream pressure compensator is in Opening direction from the pressure downstream of the orifice plate and in Closing direction of the highest load pressure and the Control pressure difference applied by the control spring. at such directional control valves with secondary individual pressure compensators, which also known as LC (Load Compensating) directional control valves are, the disadvantages mentioned above avoid. When two or two are operated in parallel more directional valves and insufficient pump oil flow, in the case of an undersupply, evenly over all Orifices less oil. The pressure differences at the respective orifices become smaller and it flows less oil to the engines. The oil flow through the directional valves decreases in relation to the specified target values. It is basically a valve arrangement for Splitting the pump current into individual, for each motor flowing partial flows, even with different Load on the motors the division ratio remains constant and thus the movements are maintained without the motor with the highest load comes to a standstill. Such an LC directional valve is also relatively expensive to build expensive, with its housing especially for this type is equipped and accordingly its own housing, Has flange patterns and sliders that are only for one Directional control valve with secondary individual pressure compensator are suitable.
Ferner ist aus der EP 0 877 169 A2 eine hydraulische Steuereinrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung eines doppelt wirkenden Motors bekannt, die mit solchen LC-Wegeventilen für die Ölstromaufteilung bei Unterversorgung arbeitet und zu diesem Zweck Sekundärindividualdruckwaagen aufweist. Ferner weist dieses Wegeventil zwischen Steuerschieber und Druckwaage ein zusätzliches Rückschlagventil auf, mit dem höhere Sicherheitsanforderungen erfüllbar sind. Auch dieses Wegeventil hat ein Gehäuse, das nur für eine LC-Bauart geeignet ist und nicht bei einem LS-Wegeventil mit Primärindividualdruckwaage einsetzbar ist. Furthermore, EP 0 877 169 A2 is a hydraulic one Control device for load pressure independent control of a double-acting motor known with such LC directional valves for oil flow distribution in the event of undersupply works and for this purpose secondary individual pressure compensators having. Furthermore, this directional valve points between Control spool and pressure compensator an additional Check valve on, with the higher one Security requirements can be met. This too Directional control valve has a housing that is only for one LC type is suitable and not with an LS directional control valve Primary individual pressure compensator can be used.
Die erfindungsgemäße hydraulische Steuereinrichtung zur
lastdruckunabhängigen Steuerung eines doppelt wirkenden
Motors mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat
demgegenüber den Vorteil, daß sich mit ihr beide Ventile in
LS- und LC-Technik mit dem gleichen Gehäuse herstellen
lassen, indem lediglich ein anderer Drosselschieber für die
Druckwaage eingebaut wird. Es läßt sich somit ein LS-Wegeventil
mit Primärindividualdruckwaage für
lastdruckunabhängige Steuerung mit dem gleichen Gehäuse
herstellen wie ein LC-Wegeventil mit
Sekundärindividualdruckwaage für die Ölstromaufteilung bei
Unterversorgung. Dabei bleiben die Flanschbilder am Gehäuse
und der Steuerschieber im Gehäuse gleich. Durch die
vorgeschlagene Kanalanordnung sind die Wegeventile mit
unterschiedlichen Funktionen nur noch Montagevarianten, die
sich nur durch die unterschiedlichen Drosselschieber der
Druckwaage unterscheiden. Durch die spezielle Anordnung der
Steuerdrucköffnungen in der den Drosselschieber aufnehmenden
Längsbohrung kann in Verbindung mit den vertauschbar
angeordneten Verschlußstopfen der Längsbohrung die jeweilige
Verschaltung der Steuerschaltung mit dem Drosselschieber
erreicht werden. Dabei bleiben Eingangs- und Endelemente der
Ventilblöcke für beide Schaltungsvarianten gleich.The hydraulic control device according to the invention
load pressure independent control of a double acting
Motors with the characterizing features of
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im
Anspruch 1 angegebenen hydraulischen Steuereinrichtung
möglich. So lassen sich durch die Ausbildungen gemäß den
Ansprüchen 2 bis 4 die Steuerleitungsverbindungen für die
unterschiedlichen Ventilbauarten besonders zweckmäßig
realisieren. vorteilhaft sind ferner Ausbildungen nach den
Ansprüchen 5 und 6, wodurch alle Funktionen beider Ventile
kompakt im gleichen Gehäuse integrierbar sind. Günstig ist
es dann, wenn die Steuerdrucköffnungen in der Längsbohrung
für den Drosselschieber gemäß den Ansprüchen 7 bis 9
angeordnet werden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung
sowie der Zeichnung.By the measures listed in the subclaims
advantageous developments and improvements in
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch eine hydraulische Steuereinrichtung mit einem LS-Wegeventil und Primärindividualdruckwaage in vereinfachter Darstellung, Figur 2 als Einzelheit ein Wechselventil aus einem Steuerkreis nach II-II in Figur 1, Figur 3 eine schematische Darstellung eines Steuerblocks für zwei doppelt wirkende Motoren mit zwei Steuereinrichtungen in LS-Technik nach Figur 1, Figur 4 einen Längsschnitt durch eine hydraulische Steuereinrichtung mit einem LC-Wegeventil und kombinierter Senkundärindividualdruckwaage in vereinfachter Darstellung und Figur 5 eine schematische Darstellung eines Steuerblocks für zwei doppelt wirkende Motoren mit zwei Steuereinrichtungen in LC-Technik nach Figur 4.Two embodiments of the invention are in the Drawing shown and in the description below explained in more detail. 1 shows a longitudinal section through a hydraulic control device with an LS directional control valve and primary individual pressure compensator in a simplified representation, Figure 2 as a detail a shuttle valve from a Control circuit according to II-II in Figure 1, Figure 3 is a schematic Representation of a control block for two double-acting Motors with two control devices in LS technology Figure 1, Figure 4 shows a longitudinal section through a hydraulic Control device with an LC directional valve and combined Simplified representation of the secondary individual pressure compensator and FIG. 5 shows a schematic illustration of a control block for two double-acting engines with two Control devices in LC technology according to FIG. 4.
Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine hydraulische
Steuereinrichtung 10 in LS-Technik zur lastdruckunabhängigen
Steuerung eines doppelt wirkenden Motors. Bei der
Steuereinrichtung 10 sind das eigentliche Wegeventil 11 in
Load-Sensing (LS)- Ausführung sowie die zugeordnete
Druckwaage 12 in einer Ausführung als
Primärindividualdruckwaage in einem gemeinsamen Gehäuse 13
angeordnet. Figure 1 shows a longitudinal section through a
Das Gehäuse 13 hat eine zwischen beiden Stirnseiten
durchgehende Längsbohrung 14, in der durch ringförmige
Erweiterungen insgesamt sieben Kammern 15 bis 21 ausgebildet
sind, von denen die fünf nebeneinanderliegenden Kammern 15
bis 19 der Richtungssteuerung des Druckmittelstroms dienen,
während die beiden außenliegenden Kammern 20, 21 einer
Meßblende 22 zugeordnet sind, welche der
Geschwindigkeitssteuerung des Motors dient. Von den fünf
nebeneinanderliegenden Kammern 15 bis 19 dient die mittlere
Kammer als Zulaufkammer 17, während die neben ihr liegenden
Kammern eine erste Motorkammer 16 und eine zweite
Motorkammer 18 bilden, die mit einem Motoranschluß 23
beziehungsweise 24 in Verbindung stehen. Neben jeder
Motorkammer 16, 18 liegt eine Rücklaufkammer 15
beziehungsweise 19, die in nicht näher gezeichneter Weise
mit einem Rücklaufanschluß im Gehäuse 13 verbunden sind. Von
den beiden Meßblendenkammern 20, 21 dient die neben der
zweiten Rücklaufkammer 19 liegende erste Meßblendenkammer 20
als ablaufseitige Meßblendenkammer und die andere als
zulaufseitige, zweite Meßblendenkammer 21.The
In der Längsbohrung 14 ist ein Steuerschieber 25 dicht und
gleitend geführt. Der Steuerschieber 25 ist durch Ringnuten
in sechs Kolbenabschnitten 27 bis 32 unterteilt. Die drei
nebeneinanderliegenden Kolbenabschnitte 27, 28, 29 sind mit
Steuerkanten ausgerüstet und dienen der Richtungssteuerung.
Ein daran angrenzender vierter Kolbenabschnitt 30, der in
der gezeichneten Neutralstellung des Steuerschiebers 25 in
der ablaufseitigen Meßblendenkammer 20 liegt, dient vor
allem zur Entlastung eines Steuerkreises. Der daran
anschließende fünfte Kolbenabschnitt 31 ist Teil der
Meßblende 22 und bestimmt mit seinen Steuerkanten bei
Auslenkung des Steuerschiebers in beide Arbeitsstellungen
jeweils die Größe des Volumenstroms zum Motor und damit
dessen Geschwindigkeit. Der äußere sechste Kolbenabschnitt
32 ragt aus der Längsbohrung 14 heraus, so daß an ihm eine
nicht näher gezeichnete Betätigungseinrichtung angreifen
kann. An seinem entgegengesetzten Ende ragt der
Steuerschieber 25 mit dem ersten Kolbenabschnitt 27 in eine
doppelt wirkende Rückholeinrichtung 33 hinein, deren Bauart
an sich bekannt ist und die den Steuerschieber in seiner
Neutralstellung 34 zentriert, aus der heraus er in zwei
Arbeitsstellungen 35 und 36 auslenkbar ist. Ferner weist der
Steuerschieber 25 eine vierte Schaltstellung 37 auf, die als
Freigang-Stellung ausgeführt ist.In the
Wie die Figur 1 ferner zeigt, sind im Gehäuse 13 unterhalb
der ersten Längsbohrung 14 eine sacklochartige Bohrung 39
und darunter noch eine zweite Längsbohrung 41 angeordnet,
die alle parallel zur ersten Längsbohrung 14 verlaufen. Die
Sackloch-Bohrung 39 nimmt in ihrem Inneren ein
Rückschlagventil 42 mit seinem kugeligen Schließglied 43
auf. Demgegenüber verläuft die zweite, mehrfach abgesetzte
Längsbohrung 41 zwischen der ersten, bedienseitig gelegenen
Stirnseite 38 und der der Rückholeinrichtung 33 zugewandten,
zweiten Stirnseite 40 des Gehäuses 13 und nimmt darinnen die
Primärindividualdruckwaage 12 auf. Um dies zu ermöglichen
weist die ablaufseitige Meßblendenkammer 20 eine im
wesentlichen senkrecht zum Steuerschieber 25 sich
erstreckende Verlängerung 45 auf, welche die zweite
Längsbohrung 41 schneidet. Neben dieser Verlängerung 45
erstreckt sich im Gehäuse 13 ebenfalls senkrecht zum
Steuerschieber 25 eine Umlaufkammer 46, in deren
schiebernahem Ende die sacklochartige Bohrung 38 einmündet,
während die Umlaufkammer 46 mit ihrem vom Steuerschieber 25
abgewandten Ende die zweite Längsbohrung 41 durchdringt. Auf
diese Weise bildet eine zwischen der Verlängerung 45 und der
Umlaufkammer 46 verlaufende Wand des Gehäuses 13 einen
Ringsteg 47, der auf beiden Seiten gehäusefest eine erste
Steuerkante 48 in der Verlängerung 45 sowie eine zweite
Steuerkante 49 in der Umlaufkammer 46 aufweist.As FIG. 1 also shows, are in the
Wie die Figur 1 ferner zeigt, münden in die zweite
Längsbohrung 41 an drei axial voneinander beabstandeten
Stellen eine erste (51), zweite (52) beziehungsweise dritte
Steuerdrucköffnung (53). Dabei wird die erste
Steuerdrucköffnung 51 von einem Kanal 54 gebildet, der von
einem Zulaufkanal 55 ausgeht und in einen erweiterten
Abschnitt 56 der zweiten Längsbohrung 41 mündet. Dabei
verläuft der Zulaufkanal 55 zwischen den beiden
Flanschflächen des Gehäuses 13 und steht mit der
zulaufseitigen, zweiten Meßblendenkammer 21 in Verbindung.
Der Kanal 54 mit seiner Steuerdrucköffnung 51 liegt dabei in
einem Bereich des Gehäuses 13, der zwischen der Verlängerung
45 und der bedienseitigen Stirnfläche 38 liegt. Dabei ist
der Abstand der ersten Steuerdrucköffnung 51 von der ersten
Stirnseite 38 im wesentlichen gleich groß gewählt wie der
Abstand der dritten Steuerdrucköffnung 53 von seiner
zugeordneten zweiten Stirnseite. Die dritte
Steuerdrucköffnung 53 ist dabei Teil einer mit Y'
bezeichneten Steuerleitung 57, über welche ein maximaler
Lastdruck eines Steuerkreises in die zweite Längsbohrung 41
führbar ist. Die dritte Steuerdrucköffnung 53 liegt dabei in
entsprechender Weise in einem zweiten erweiterten Abschnitt
58, welcher dem ersten erweiterten Abschnitt 56 entspricht.
In dem Bereich der zweiten Längsbohrung 41 zwischen den
beiden erweiterten Abschnitten 56, 58 liegt ein innerer
Abschnitt 59, in dem die zweite Steuerdrucköffnung 52 in die
zweite Längsbohrung 41 mündet. Die zweite Steuerdrucköffnung
52 liegt dabei in geringem Abstand von der Umlaufkammer 46.
Die zweite Steuerdrucköffnung 52 ist dabei zum Abgreifen des
maximalen Lastdruckes des angeschlossenen Motors vorgesehen.
Wie dabei die Figur 1 in Verbindung mit der Figur 2 als
Einzelheit näher zeigen, wird dieses Drucksignal aus der
zweiten Steuerdrucköffnung 52 im Wegeventil 11 in einem
Wechselventil 61 mit einem anderen Drucksignal aus einem
zweiten Wegeventil 62 verglichen und das ausgewählte
maximale Lastdrucksignal über einen Steuerdruckkanal 63
weitergeleitet. Wechselventil 61 und Steuerdruckkanal 63
bilden dabei Teile eines an sich bekannten
Steuerdruckkreises 64, in dem in an sich bekannter Weise
über Wechselventilketten der maximale Lastdruck ausgewählt
und für eine Load-Sensing-Steuerung verwendet wird.As FIG. 1 also shows, the second flows
Longitudinal bore 41 at three axially spaced apart
Make a first (51), second (52) or third
Control pressure opening (53). The first one
Control pressure opening 51 formed by a
In dem Gehäuse 13 ist die zweite durchgehende Längsbohrung
41 nach außen durch Verschlußstopfen 65 verschlossen, die in
zwei Bauarten vorliegen, nämlich als Dichtstopfen 66 und als
Absperrstopfen 67. In dem für das LS-Wegeventil 11
vorgesehenen Gehäuse 13 ist der Dichtstopfen 66 in den
ersten erweiterten Abschnitt 56 eingeschraubt und dient
zugleich als Anschlag für einen Drosselschieber 68 der
Primärindividualdruckwaage 12. Der in den zweiten
erweiterten Abschnitt 58 eingeschraubte Absperrstopfen 67
ragt mit einem Bund 69 dichtend in den inneren Abschnitt 59
der zweiten Längsbohrung 41, so daß er die dritte
Steuerdrucköffnung 53 übergreift und damit hydraulisch
absperrt. Dichtstopfen 66 und Absperrstopfen 67 sind
zusammen mit der zweiten Längsbohrung 41 so ausgebildet, daß
die beiden Verschlußstopfen 65 auch miteinander vertauscht
in der zweiten Längsbohrung 41 angeordnet werden können.The second continuous longitudinal bore is in the
Wie die Figur 1 ferner zeigt, ist in der zweiten
Längsbohrung 41 zwischen den beiden Verschlußstopfen der
Drosselschieber 68 gleitend geführt. Der Drosselschieber 68
weist an einem ersten Kolbenabschnitt 71 eine Steuerkante 72
auf, die mit der gehäusefesten ersten Steuerkante 48 am
Ringsteg 47 zusammenarbeitet. Der erste Kolbenabschnitt 71
hat eine dem Dichtstopfen 66 zugewandte Meßfläche 73, an
welcher der Drosselschieber 68 über die erste
Steuerdrucköffnung 51 vom Druck im Zulaufkanal 55
beaufschlagt wird. Auf seiner entgegengesetzten Stirnfläche
74 wird der Drosselschieber 68 von einer Druckfeder 75
beaufschlagt, die in einem Federraum 76 angeordnet ist und
den Drosselschieber 68 mit seinem Anschlagbolzen 77
anliegend am Dichtstopfen 66 in einer Ausgangslage hält.
Ferner wird der Federraum 76 über im Inneren des
Drosselschiebers 68 verlaufende Bohrungen 78 mit dem Druck
in der Verlängerung 45, also mit dem Druck stromabwärts von
der Meßblende 22, in Öffnungsrichtung beaufschlagt.As FIG. 1 also shows, the second
Longitudinal bore 41 between the two plugs of the
Die ablaufseitige Meßblendenkammer 20 steht auf diese Weise
über einen Querkanal 79 mit der Zulaufkammer 17 in
Verbindung, wobei in diesen Querkanal 79 hintereinander die
Druckwaage 12 und das Rückschlagventil 42 geschaltet sind.
Der Drosselschieber 68 liegt so stromabwärts von der
Meßblende 22, ist aber auf seiner Meßfläche 73 vom
Zulaufdruck beaufschlagt, so daß er in einem LS-Wegeventil
11 die Funktion einer Primärindividualdruckwaage übernehmen
kann.The outlet-
Die Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung einen
Steuerblock, bei dem neben der ersten Steuereinrichtung 10
eine gleichartige, zweite Steuereinrichtung 62
aneinandergeflanscht sind, so daß wenigstens zwei doppelt
wirkende Motoren parallel betätigbar sind. Die
Steuereinrichtungen 11, 62 sind zwischen einer
Anschlußplatte 81 und einer Endplatte 82 angeordnet und
parallel an den durchgehenden Zulaufkanal 55 angeschlossen.
Der Zulaufkanal 55 wird von einer
Druckmittelversorgungseinheit 83 mit Druckmittel versorgt,
wobei über den Steuerkreis 64 der maximale Lastdruck
zurückgeführt wird. Figure 3 shows a schematic representation of a
Control block in which, in addition to the first control device 10
a similar,
Dazu bilden die Wechselventile 61 in beiden
Steuereinrichtungen 10, 62 eine Ventilkette, über welche der
jeweils maximale Lastdruck ausgewählt und weitergeleitet
wird beziehungsweise eine Entlastung des Steuerkreises 64
erfolgt. In Figur 3 sind dabei funktionsgleiche Bauelemente
wie in Figur 1 bezeichnet, so daß die Verschaltung der
Steuerdrucköffnungen 51, 52 und 53 sowie die Funktion des
Absperrstopfens 67 erkennbar wird.For this purpose, the
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 wird wie folgt
erläutert, wobei die grundsätzliche Funktion derartiger LS-Wegeventile
als an sich bekannt vorausgesetzt wird. Bei den
untereinander gleichen, parallel geschalteten
Steuereinrichtungen 10, 62 ist die jeweilige
Primärindividualdruckwaage 12 der Meßblende 22 jeweils
nachgeschaltet und liegt zudem stromauf von den Richtungs-Steuerkanten
im Wegeventil 11. Dabei ist der Drosselschieber
68 so ausgebildet und angeordnet und wird von den
Steuerdrücken so beaufschlagt, daß die Funktion einer
Primärindividualdruckwaage erreicht wird. So wirkt der Druck
vom Zulaufkanal 55 und damit stromaufwärts von der Meßblende
22 über den Kanal 54 und die erste Steuerdrucköffnung 51 auf
die Meßfläche 73 des Drosselschiebers 68 in schließender
Richtung. Der Druck stromabwärts der Meßblende 22 in der
Verlängerung 45 wird über die Bohrungen 78 im
Drosselschieber 68 in den Federraum 76 geführt, wo er
zusammen mit der Feder 75 den Drosselschieber 68 in
öffnender Richtung beaufschlagt. Mit dem Wechselventil 61
erfolgt der Druckvergleich zwischen dem Druck Y1 im
Federraum 76 und dem Druck Y2 aus der benachbarten
Steuereinrichtung 62. Der im Steuerdruckkreis 64
ausgewählte, höchste Lastdruck wird einerseits zur Pumpe 83
und andererseits in die Steuerleitung 57 geleitet. Diese
Steuerleitung 57 ist aber in jeder Steuereinrichtung 10
beziehungsweise 62 durch den Absperrstopfen 67 abgesperrt,
wobei der jeweilige Bund 69 die Abdichtung zum Federraum 76
hin übernimmt. Auf der Gegenseite wirkt der Dichtstopfen 66
als Anschlag für den Drosselschieber 68.The operation of the
In der Neutralstellung 34, wie dies in Figur 1 und Figur 3
näher dargestellt ist, ist der an der zweiten
Steuerdrucköffnung 52 angeschlossene Steuerdruckkreis 64
über die Bohrungen 78 im Drosselschieber 68, die
Verlängerung 45, die ablaufseitige Meßblendenkammer 20 sowie
die offene Steuerkante am vierten Kolbenabschnitt 30 zur
zweiten Rücklaufkammer 19 entlastet. Damit wird auch die
Pumpe 83 auf einen niedrigen Ausgangsdruck geregelt. Eine
solche Entlastung des Steuerdruckkreises 64 baut besonders
einfach und ermöglicht eine Ausbildung des Steuerschiebers
25 als Vollschieber, der somit keine internen
Verbindungsbohrungen aufweist. Die gleiche Art der
Entlastung läßt sich auch erreichen, wenn der Steuerschieber
25 seine vierte Schaltstellung 37 für Freigang einnimmt.In the
Wird die Steuereinrichtung 10 für sich allein betätigt und
dabei in eine der Arbeitsstellungen 35 oder 36 ausgelenkt,
so läßt sich eine lastdruckunabhängige Steuerung des
angeschlossenen Motors erzielen. Der von der
Druckmittelversorgungseinheit 83 über den Zulaufkanal 55
ankommende Volumenstrom fließt dann über die aufgesteuerte
Meßblende 22 und die nachgeschaltete Primärdruckwaage sowie
das Rückschlagventil 43 in die Zulaufkammer 17 und weiter
zum Motor beziehungsweise vom Motor in den Rücklauf zurück.
Bevor hierbei die Meßblende 22 öffnet, steuert der vierte
Kolbenabschnitt 30 die Verbindung zur zweiten Rücklaufkammer
19 zu, so daß kein Ölverlust zum Rücklauf hin auftritt. Auch
wirkt der Druck stromaufwärts von der Meßblende 22 auf die
Meßfläche 73 des Drosselschiebers 68 und verschiebt diesen
gegen die Kraft der Feder 75 in Richtung einer
Schließstellung, wobei die Steuerkante 72 am ersten
Kolbenabschnitt 71 mit der ersten, gehäusefesten Steuerkante
48 zusammenarbeitet. Der beim Öffnen der Meßdrossel 22 in
der Verlängerung 45 sich aufbauende Druck kann sich über die
Bohrungen 78 hinweg auch in dem Federraum 76 aufbauen und
den Drosselschieber 68 in Öffnungsrichtung belasten. Bei
einem über den Querkanal 79 zum Motor fließenden
Volumenstrom hält somit die Druckwaage 12 das Druckgefälle
über die Meßblende 22 in an sich bekannter Weise konstant,
so daß die Geschwindigkeit des Motors proportional zur
Auslenkung des Steuerschiebers 25 und dabei unabhängig von
Lastdruckschwankungen gesteuert wird. Das Rückschlagventil
42 im Querkanal 79 sorgt dabei auch bei irgendwelchen
Störungen für ein sicheres Halten der Last.If the
Werden jedoch beide Steuereinrichtungen 10, 62 gleichzeitig
betätigt, so verhindern die vom Zulaufdruck beaufschlagten
Primärindividualdruckwaagen 12 eine gegenseitige
Beeinflussung bei unterschiedlichen Verbraucherdrücken im
Parallelbetrieb, solange ein genügend großer Volumenstrom
von der Druckmittelversorgungseinheit 83 zur Verfügung
gestellt wird. Kommt es jedoch zu einer Unterversorgung mit
Volumenstrom, so kann dies zu den an sich bekannten
Nachteilen führen, wobei die Funktion des am niedrigsten
belasteten Motors erhalten bleibt, während es zu einem
Stillstand bei einem Motor mit hohem Druck kommt, was in
vielen Anwendungsfällen nicht erwünscht ist.However, both
Die Figur 4 zeigt nun als zweite Ausführungsform der
Erfindung eine dritte Steuereinrichtung 90, die als LC-Wegeventil
91 für eine Ölstromaufteilung bei Unterversorgung
ausgeführt ist und zu diesem Zweck mit einer
Sekundärindividualdruckwaage 92 arbeitet. Diese dritte
Steuereinrichtung 90 unterscheidet sich von der ersten
Steuereinrichtung 10 nach Figur 1 wie folgt, wobei für
gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden. FIG. 4 now shows the second embodiment of FIG
Invention a
Entscheidend ist nun, daß für diese dritte Steuereinrichtung
90 mit Ausnahme eines anderen Drosselschiebers 93 die
gleichen Teile wie bei der ersten Steuereinrichtung 10
verwendet werden, insbesondere das Gehäuse 13 mit seinem
Steuerschieber 25, das Rückschlagventil 42 sowie das
Wechselventil 61 nach Figur 2 und auch die beiden
Verschlußstopfen 65. Jedoch sind bei der dritten
Steuereinrichtung 90 im Gehäuse 13 die Verschlußstopfen 65
vertauscht montiert, weshalb der Absperrstopfen 67 in dem
ersten erweiterten Abschnitt 56 der zweiten Längsbohrung 41
sitzt, während der Dichtstopfen 66 in dem zweiten
erweiterten Abschnitt 58 befestigt ist. Der Absperrstopfen
67, der ebenfalls als Anschlag für den Drosselschieber 93
dient, blockiert nun hydraulisch die erste
Steuerdrucköffnung 51. Andererseits erlaubt der Dichtstopfen
66, daß nun die dritte Steuerdrucköffnung 53 mit dem
Federraum 76 in Verbindung steht.It is crucial that for this
Der zweite Drosselschieber 93 für die
Sekundärindividualdruckwaage 92 hat nun an einem ersten
Kolbenabschnitt 94 eine Steuerkante 95, die mit der zweiten
gehäusefesten Steuerkante 49 zusammenarbeitet. Zudem ist die
Meßfläche 73 auf der gleichen Seite des Kolbenabschnitts 94
wie die Steuerkante 95 ausgebildet und wird somit vom Druck
in der Verlängerung 45 beaufschlagt. Mit einem zweiten
Kolbenabschnitt 96 ist der Drosselschieber 93 im Bereich des
inneren Abschnitts 59 der zweiten Längsbohrung 41 gleitend
geführt und trennt dabei hydraulisch den mit der dritten
Steuerdrucköffnung 53 verbundenen Federraum 76 von der
zweiten Steuerdrucköffnung 52. Diese zweite
Steuerdrucköffnung 52 ist über eine Ringnut 97 im
Drosselschieber 93 ständig mit der Umlaufkammer 46
verbunden. Ferner ist am ersten Kolbenabschnitt 94 des
Drosselschiebers 93 eine Kerbe 98 angeordnet, über welche in
Ausgangsstellung des Drosselschiebers 93 die Umlaufkammer 46
ständig zur Verlängerung 45 und damit weiter zur zweiten
Rücklaufkammer 19 entlastet ist.The
Die Figur 5 zeigt in entsprechender Weise wie Figur 3 in
schematischer Darstellung einen Steuerblock, bei dem neben
der dritten Steuereinrichtung 90 eine gleichartige, zweite
Steuereinrichtung 100 aneinandergeflanscht sind, so daß
wenigstens zwei doppelt wirkende Motoren parallel betätigbar
sind. Die Anschlußplatte 81, die Endplatte 82 sowie die
Druckmittelversorgungseinheit 83 sind gleich wie in Figur 3.
Wie aus Figur 4 in Verbindung mit Figur 5 hervorgeht, wurde
zur Erzielung eines LC-Wegeventils mit
Sekundärindividualdruckwaage die Lage der
Steuerdruckabgriffe 51, 52, 53 im Gehäuse 13 nicht geändert
und lediglich der Drosselschieber 93 selbst verändert. In
der Sekundärdruckwaage 92 wirkt nun auf die Meßfläche 73 der
Druck der Verlängerung 45 und somit also der Druck
stromabwärts der Meßblende 22. Ferner wirkt im Federraum 76
der jeweils höchste Lastdruck Y'. Dieser Abgriff des
Lastdrucksignals erfolgt aus der Umlaufkammer 46, über die
Ringnut 97 im Drosselschieber 93, die zweite
Steuerdrucköffnung 52 und das Wechselventil 61, von wo das
Lastdrucksignal auch in die Steuerleitung 57 und damit zur
dritten Steuerdrucköffnung 53 gelangen kann.FIG. 5 shows in a manner corresponding to FIG. 3 in
schematic representation of a control block in which in addition
the third control device 90 a similar,
In der Neutralstellung der dritten Steuereinrichtung 90 ist
die zweite Steuerdrucköffnung 52 über die Kerbe 98 und den
Steuerschieber 25 zur zweiten Rücklaufkammer 19 entlastet.
Der Absperrstopfen 67 sperrt den nicht benötigten
Steuerdruck vor der Meßblende 22 hydraulisch ab, indem sein
Bund 69 die Verbindung zur Verlängerung 45 blockiert.The
Die Wirkungsweise der dritten Steuereinrichtung 90 wird wie
folgt erläutert, wobei die grundsätzliche Funktion eines
derartigen LC-Wegeventils als an sich bekannt vorausgesetzt
wird. Wird die dritte Steuereinrichtung 90 für sich allein
betätigt, und in eine der Arbeitsstellungen 35 oder 36
ausgelenkt, so läßt sich eine lastdruckunabhängige Steuerung
des angeschlossenen Motors erzielen. Dabei fließt der von
der Druckmittelversorgungseinheit 83 über den Zulaufkanal 55
kommende Volumenstrom über die aufgesteuerte Meßblende 22
und die nachgeschaltete Sekundärdruckwaage 92, sowie das
Rückschlagventil 42 in die Zulaufkammer 17 und weiter zum
Motor beziehungsweise vom Motor in den Rücklauf zurück. Die
Sekundärdruckwaage 92 hält hierbei das Druckgefälle über die
Meßblende 22 konstant, so daß die Geschwindigkeit des Motors
proportional zur Auslenkung des Steuerschiebers 25 gesteuert
wird.The operation of the
Werden beide Steuereinrichtungen 90 und 100 parallel
betätigt, so ergibt sich eine versorgungsabhängige
Ölstromaufteilung, die auch als sogenanntes soziales
Verhalten bezeichnet wird. Dabei ist der jeweils höchste, an
einem der Motoren auftretende Lastdruck an die Federseite 76
aller Sekundärdruckwaagen 92 der Steuereinrichtungen 90 und
100 angelegt. Damit stellen sich die Drosselschieber 93
beider Druckwaagen 92 so ein, daß an ihrer der jeweiligen
Meßblende 22 zugekehrten Stirnseite 73 auch bei
unterschiedlicher Belastung der Motoren stets gleicher Druck
herrscht, so daß die Meßblenden 22 vom im Verhältnis
zueinander stets konstanten Druckmittelmengen durchflossen
werden. Es handelt sich also prinzipiell um eine
Ventilanordnung zum Aufteilen des Pumpenstroms in einzelne,
zu jedem Motor fließende Teilströme, wobei auch bei
unterschiedlicher Belastung der Motoren das
Teilungsverhältnis konstant bleibt und damit die gewünschte
Geschwindigkeit aufrechterhalten wird. Fließt bei dieser
Parallelbetätigung beider Steuereinrichtungen 90, 100 kein
ausreichender Pumpenölstrom, so daß eine Unterversorgung
vorliegt, so fließt gleichmäßig über alle Meßblenden 22
entsprechend weniger Öl. Dafür sorgt die nachgeschaltete
Sekundärdruckwaage 92, die den Druck stets auf den höchsten
Lastdruck plus Regeldruckdifferenz regelt. Bei
Unterversorgung sinkt der Pumpendruck und die
Druckdifferenzen an den Meßblenden 22 werden dabei kleiner,
es fließt weniger Öl zu den Motoren. Der Ölstrom durch die
Steuereinrichtungen 90, 100 nimmt im Verhältnis zu den
vorgegebenen Sollwerten ab. Die Druckdifferenz an den
Meßblenden sinkt bis die Summe der Teilölströme dem
Pumpenölstrom entspricht.Both
Durch die vorgeschlagenen Kanalanordnungen im Gehäuse 13 in
Verbindung mit einem unterschiedlichen Drosselschieber sind
somit unterschiedliche Wegeventile in LS-Technik
beziehungsweise in LC-Technik darstellbar, die einmal mit
Primärindividualdruckwaage und zum anderen mit
Sekundärindividualdruckwaage arbeiten und die ausgehend vom
gleichen Gehäuse durch Montagevarianten erzielbar sind.Due to the proposed channel arrangements in the
Claims (17)
- Hydraulic control device (10, 90) for controlling a double acting motor independently of load pressure, with a directional valve (11, 91), the housing (13) of which receives in a longitudinal bore (14) a control slide (25) which has piston portions (27-32) serving for controlling the direction and speed of the motor, and with a transverse duct (79) which precedes the piston portions (27-29) for direction control and into which is inserted a two-way pressure balance (12, 92), the pressure-balance throttle slide (68, 93) of which can be loaded by a spring (75) counter to a differential force consisting of two control pressures, the throttle slide (68, 93) being arranged in a second longitudinal bore (41) which can be shut off outwardly on the end face by means of at least one plug (65), characterized in that with the housing (13) remaining the same, by the exchange of the pressure-balance throttle slides (68, 93) the control device (10, 90) can be changed over from a directional valve (11) with a primary individual pressure balance (12) for control independent of load pressures to a directional valve (91) with a secondary individual pressure balance (92) for oil-stream distribution in the case of undersupply.
- Hydraulic control device according to Claim 1, characterized in that the second longitudinal bore (41) receiving the throttle slide (68, 93) and located in the housing (13) is designed continuously, and can be shut off on the end face by two plugs (65), of which one is designed as a sealing plug (66) and the other as a shut-off plug (67).
- Hydraulic control device according to Claim 2, characterized in that the shut-off plug (67) and the sealing plug (66) can be fastened, interchanged, in the second longitudinal bore (41).
- Hydraulic control device according to Claim 2 or 3, characterized in that in the second longitudinal bore (41) are arranged, axially distributed in it, at three points, control-pressure orifices (51, 52, 53), of which the two outer control-pressure orifices (51, 53) can be shut off hydraulically by the shut-off plug (67).
- Hydraulic control device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the piston portion (31) on the control slide (25), said piston portion (31) serving as a measuring diaphragm (22) for speed control, is connected, via the housing-side transverse duct (79), to the piston portion (28) for direction control, arranged separately from the piston portion (31), on the control slide (25), the measuring-diaphragm chambers (20, 21) assigned to the measuring diaphragm (22) being arranged in the housing (13), in the first longitudinal bore (14) laterally next to the five working chambers (15 to 19) for direction control.
- Hydraulic control device according to Claim 5, characterized in that the downstream measuring-diaphragm chamber (20) has a prolongation (45) which extends approximately perpendicularly to the piston slide (25) and which runs essentially parallel to a circulation chamber (46), and in that the prolongation (45) and the circulation chamber (46) pass through the second longitudinal bore (41), while the upstream measuring-diaphragm chamber (21) is connected to an inflow duct (55) and projects via a duct (54) into the second longitudinal bore (41) in order to form a first control-pressure orifice (51).
- Hydraulic control device according to Claim 6, characterized in that a second control-pressure orifice (52), which is connected to a changeover valve (61) of a control-pressure circuit (64), issues in an inner portion (59) of the second longitudinal bore (41), in particular the second control-pressure orifice (52) being arranged next to the circulation chamber (46).
- Hydraulic control device according to Claim 7, characterized in that a third control-pressure orifice (53), issues in the second longitudinal bore (41) between the second control-pressure orifice (52) and an end-face housing end (40).
- Hydraulic control device according to one of Claims 4 or 8, characterized in that the first and the third control-pressure orifices (51, 53), issue in each case into a widened portion (56, 58) of the second longitudinal bore (41), and their respective distances from the associated end faces (38, 40) of the housing (13) are essentially of equal size.
- Hydraulic control device according to one of Claims 6 to 8 or 9, if dependent on 8, characterized in that the wall lying in the housing (13) between the circulation chamber (46) and the outflow-side measuring-diaphragm chamber (20) and located in the second longitudinal bore (41) forms an annular web (47) which on both sides forms the housing-side control edges (48, 49) for the pressure-balance slides (68, 93).
- Hydraulic control device according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the housing has a third bore (39) between the two parallel longitudinal bores (14, 41) for the control slide (25) and for the throttle slide (68, 93), which all lie in one plane and in which the third, middle bore (39) receives a return valve (42).
- Hydraulic control device according to Claims 6 and 11, characterized in that the middle bore (39) is designed in the manner of a blind hole and projects with its inner end into the circulation chamber (46) which runs essentially perpendicularly to the longitudinal axis of the control slide (25) and which passes through the second longitudinal bore (41).
- Hydraulic control device according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the control slide (25) is designed as a solid slide without connecting lines for working medium or control-pressure medium in its interior.
- Hydraulic control device according to Claim 6, characterized in that, to form a primary individual pressure balance (12), the second longitudinal bore (41) receives a throttle slide (68) which can be acted upon, on its measuring surface (73) facing away from a spring space (76), by the pressure in the inflow (55) via the first control-pressure orifice (51) and which can be acted upon in the spring space (76), via bores (78) in the throttle slide (68), by the pressure downstream of the measuring diaphragm (22) or by the force of a spring (75), and in that the control edge (72) of the throttle slide (68) co-operates with the control edge (48) lying in the outflow-side measuring-diaphragm chamber (20) and fixed to the housing.
- Hydraulic control device according to Claims 2 and 14, and according to Claim 4 or 8, characterized in that the second longitudinal bore (41) receiving the throttle slide (68) is closed, on the end face (38) located on the operating side, by the sealing plug (65) and, on the other end face (40), by the shut-off plug (67) which at the same time shuts off the third control-pressure orifice (53) from the second control-pressure orifice (52).
- Hydraulic control device according to Claims 4 and 6 or according to Claim 8, characterized in that, to form a secondary individual pressure balance (92), the second longitudinal bore (41) receives a throttle slide (93) which can be acted upon, on its measuring surface (73) lying opposite to the spring space (76), by the pressure in the downstream measuring-diaphragm chamber (20) and which can be acted upon in the spring space (76), via the third control-pressure orifice (53), by the load pressure and the force of the spring (75), and in that the control edge (95) of the throttle slide (93) co-operates with the control edge (49) lying in the circulation chamber (46) and fixed to the housing.
- Hydraulic control device according to Claims 2 and 16, characterized in that the second longitudinal bore (41) receiving the throttle slide (93) is closed, on the end face (38) located on the operating side, by the shut-off plug (67) which separates the first control-pressure orifice (51) from the outflow-side measuring-diaphragm chamber (20), whilst the third control-pressure orifice (53) is connected to the spring space (76) which is closed by the sealing plug (66) on the other end face (40), and in that the throttle slide (93) shuts off the second control-pressure orifice (52) from the third control-pressure orifice (53) and keeps the said second control-pressure orifice constantly connected to the circulation chamber (46) via an annular groove (97) in the throttle slide (93).
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