WO2008131990A1 - Steueranordnung und verfahren zur ansteuerung von zumindest zwei verbrauchern - Google Patents

Steueranordnung und verfahren zur ansteuerung von zumindest zwei verbrauchern Download PDF

Info

Publication number
WO2008131990A1
WO2008131990A1 PCT/EP2008/053100 EP2008053100W WO2008131990A1 WO 2008131990 A1 WO2008131990 A1 WO 2008131990A1 EP 2008053100 W EP2008053100 W EP 2008053100W WO 2008131990 A1 WO2008131990 A1 WO 2008131990A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure
consumers
metering orifice
pump
control arrangement
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/053100
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Horst Hesse
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2008131990A1 publication Critical patent/WO2008131990A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/161—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors with sensing of servomotor demand or load
    • F15B11/163—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors with sensing of servomotor demand or load for sharing the pump output equally amongst users or groups of users, e.g. using anti-saturation, pressure compensation
    • 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
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/161—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors with sensing of servomotor demand or load
    • F15B11/165—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors with sensing of servomotor demand or load for adjusting the pump output or bypass in response to demand
    • 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
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/08—Servomotor systems incorporating electrically operated control means
    • F15B21/087—Control strategy, e.g. with block diagram
    • 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
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20546—Type of pump variable capacity
    • 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
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/25—Pressure control functions
    • F15B2211/253—Pressure margin control, e.g. pump pressure in relation to load pressure
    • 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
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40515—Flow control characterised by the type of flow control means or valve with variable throttles or orifices
    • 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
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40553—Flow control characterised by the type of flow control means or valve with pressure compensating valves
    • F15B2211/40569—Flow control characterised by the type of flow control means or valve with pressure compensating valves the pressure compensating valve arranged downstream of the flow control means
    • 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
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/634—Electronic controllers using input signals representing a state of a valve
    • 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
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7052—Single-acting output members

Definitions

  • the invention relates to a control arrangement for pressure medium supply of at least two consumers according to the preamble of claim 1 and a method for controlling the consumer according to the preamble of claim. 7
  • Hydraulic systems are used to control several consumers, in which the consumers are supplied with pressure medium via a common pump (fixed displacement pump with bypass pressure balance or variable displacement pump).
  • a metering orifice and a pressure compensator are provided, via which the pressure medium volume flow to the consumer is adjustable.
  • a distinction is made according to the current regulator principle and according to the current divider principle operating LS systems in which the pressure compensator of the metering orifice is always connected downstream.
  • These current divider systems are also referred to as LUDV systems, which represent a subgroup of the LS systems.
  • the pump is adjusted in response to the highest load pressure of the actuated hydraulic consumers so that the inlet pressure is a predetermined pressure difference above the highest load pressure.
  • the downstream pressure compensators are acted upon in the opening direction of the pressure to the respective metering orifice and in the closing direction of a control pressure, the usual manner corresponds to the highest load pressure of all driven consumers.
  • the amounts of pressure fluid flowing to the individual hydraulic consumers are proportionally reduced independently of the respective load pressure of the hydraulic consumers (load-independent flow distribution).
  • the pressure compensator upstream or downstream of the metering orifice is acted upon in the closing direction by the pressure before the metering orifice and in the opening direction by the load pressure downstream of the metering orifice, so that no load-independent flow distribution is obtained.
  • DE 103 42 037 A1 discloses a generic control arrangement in which the metering orifices are adjusted electronically or electrohydraulically.
  • the load pressure of the consumer is detected via sensors arranged in the pressure medium flow path to the consumer, for example pressure sensors, and the load-pressure-highest consumers are determined from the signals from the sensors.
  • sensors arranged in the pressure medium flow path to the consumer for example pressure sensors
  • the load-pressure-highest consumers are determined from the signals from the sensors.
  • the metering orifice associated with this consumer is then completely opened, so that the pressure loss over this metering orifice and thus also the pressure loss in the entire system are minimized.
  • the control of the pump takes place in the known solution electrically via the control unit and not - as in the so-called. LS systems - depending on the highest load pressure.
  • the invention has for its object to provide a control arrangement and a method for controlling at least two consumers, in which the energy or pressure loss is reduced by simple means.
  • the control arrangement according to the invention can be constructed according to the current regulator or current divider principle described above.
  • the individual pressure compensator associated with the load-pressure-highest consumer is completely open, so that the pressure compensator piston is in its end position.
  • individual pressure compensator is determined and then issued according to a signal to the control unit to completely pride excusen the associated metering orifice to minimize the pressure loss.
  • the determination of the end position of pressure compensators can be carried out with extremely little effort, since the required transducers are constructed much simpler than the pressure transducer of the known system.
  • the system is designed as a current regulator system, with the consumer upstream or downstream dual pressure balance in the closing direction of the pressure upstream and in the opening direction of the pressure downstream of the associated metering orifice are acted upon.
  • an electromechanical limit switch is preferably used, which is switched on reaching the end position of the individual pressure compensator and emits a corresponding signal to the control unit.
  • the pump of the control arrangement is preferably designed as an electrically or electrohydraulically adjustable variable displacement pump.
  • Such systems can be used particularly effectively in control arrangements for mobile machines, in which the individual functions are actuated by hydraulic cylinders.
  • the adjustment of the metering orifices is preferably carried out electrically or electrohydraulically by means of a joystick or a similar adjusting device.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of a control arrangement according to the invention for supplying pressure medium to two consumers
  • Figure 2 is a schematic representation of a variant of an applicable in the control arrangement of Figure 1 flow regulator consisting of a metering orifice and an upstream individual pressure compensator.
  • FIG. 1 shows a greatly simplified circuit diagram of a control arrangement 1 for supplying pressure medium to two consumers 2, 4.
  • the control arrangement is designed as an EFM system (electronic flow management), whereby the valve elements and a pump 8 influence the pressure medium flow electrically or be controlled electro-hydraulically via a control unit 6.
  • the pressure medium supply of the two consumers 2, 4 via the pump 8, which is designed as a variable displacement pump in the illustrated embodiment, the pivot angle is electrically adjustable via a proportional solenoid 10.
  • NATURALLY lent instead of this EP adjustment by means of a proportional solenoid and a conventional pump regulator can be used, which adjusts the adjustment angle depending on the highest load pressure of all consumers hydraulically / mechanically or electrically.
  • the pressure connection of the pump 8 is connected to a pump line 12, which branches into two feed lines 14, 16 leading to a respective consumer 2, 4.
  • a flow control valve with a proportionally adjustable inlet orifice 18, 20 and in each case a downstream individual pressure compensator 22, 24 is arranged in each case via a feed line 26, 28 with a bottom-side cylinder chamber 30, 32, the consumer 2, 4 designed as a hydraulic cylinder.
  • these hydraulic cylinders are extendable by pressure medium supply, wherein the respective annular space is always connected to a tank.
  • the retraction of the hydraulic cylinder is effected by pressure medium connection of the two bottom-side cylinder chambers 30, 32 with a tank, wherein the pressure medium flow direction and the pressure medium volume flow in the flow determining opening cross-section via a proportional valve is adjustable, in which the respective metering orifice 18, 20 is integrated.
  • the structure of such control arrangements is well known, so that further embodiments are unnecessary.
  • the setting of the opening cross section of the two orifices 18, 20 takes place in the illustrated embodiment electrically via proportional solenoids 34, 36 which are electrically controlled via the control unit 6.
  • the variable displacement pump 8 may be configured with a pressure sensor for detecting the pump pressure, a speed sensor for detecting the pump speed, and a swing angle sensor for detecting the pump swing angle.
  • the characteristics of the variable displacement 2 and the two proportionally adjustable metering orifices 18, 20 are stored so that with the help of all or some of the aforementioned sensors and characteristics extremely precise flow control via the pump 8 is made possible.
  • the two individual pressure compensators 22, 24 are each acted upon in the opening direction by the pressure downstream of the associated metering orifice 18, 36. This pressure is tapped in the illustrated embodiment in each case via a control line 38, 40. In the opening direction further acts a spring, which is not shown in Figure 1. In the closing direction acts on the pressure compensator piston 22, 24, the pressure upstream of the respective metering orifice 18, 20. This is about a to the Inividualruckwaagen 22, 24 out branching control channel 42 from the pump line 12 or the two supply lines 14, 16 tapped.
  • the metering orifices 18, 20 together with the associated individual pressure compensators 22, 24 form a flow regulator, via which the pressure medium volume flow to the associated consumer 2, 4 can be kept constant independent of the load pressure.
  • the position of a pressure compensator piston is detected via sensors 44, 46 and a signal is sent to the control unit 6 when one of the pressure compensator pistons has reached its end position and thus the corresponding pressure compensator is completely opened.
  • control signals are generated by the operator via one or more joysticks, which are processed via the control unit 6 to control signals for controlling the variable displacement pump 8 and the two orifices 18, 20.
  • the variable displacement pump 8 must provide a certain pressure medium volume flow which corresponds to the sum of the setpoint volume flows set via the joystick 48.
  • the variable displacement pump 8 must thus be adjusted in dependence on the setting of the joystick 48 to a pivot angle at which this sum volume flow is delivered.
  • the corresponding adjustment of the variable displacement pump 8 can be carried out in a simple manner as a function of the setpoint value by detecting the current pump pressure, the current pump speed and the set pivoting angle via the pump characteristic curve.
  • volumetric flow errors due to volumetric losses of the variable displacement pump 8 can be compensated because the operator immediately readjusted via the joystick 48, if the consumers 2, 4 are not operated at the desired speed.
  • the highest load pressure then adjusts accordingly to the most heavily loaded consumer and the pressure difference to the lower load consumers is throttled away by the current control of the individual pressure compensators 22, 24.
  • the load pressure highest consumer associated with individual pressure compensator 24 is in its end position (fully open). This end position is via the transducer 44, 46 detected and reported to the control unit 6, so that this is the associated metering orifice 20 completely controlled - the pressure loss across the orifice 18, 20 is thus minimal.
  • the control unit 6 is connected via the signal lines shown in Figure 1 with the proportional magnet 10, 34, 36 and with the two transducers 44, 46, furthermore, a signal line for adjusting the pump speed is shown - since these signal lines are self-explanatory in FIG no reference numbers are shown.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of an alternative use in a control arrangement according to FIG. 1 current regulator, in which the pressure compensator of the metering orifice is connected downstream.
  • the same reference numerals as in FIG. 1 are used for components corresponding to each other.
  • the pressure medium volume flow conveyed by the pump 8 flows via the supply line 14 to the inlet of the individual pressure compensator 22, whose pressure compensator piston 50 is biased via a pressure compensator spring 52 into its illustrated opening position, in which a pressure medium connection of the inflow line 14 to one at the outlet connection of the individual pressure compensator 22 connected pressure balance channel 54 is opened via an annular groove 56 of the pressure compensator piston 50.
  • the control channel 42 branches off from the pressure compensator channel 54, so that the pressure upstream of the metering orifice 18 is tapped off and reported to a control chamber 58.
  • the current regulator according to Figure 1 with downstream individual pressure compensator 22, 24 works in the same way.
  • the end position of the pressure compensator piston 50 ie the position in which the opening cross section of the individual pressure compensator 22 is completely opened (view according to FIG. 2), is detected via a mechanical limit switch 44.
  • the limit switch 44 is switched and delivered a corresponding control signal to the control unit 6, so that the associated metering orifice 18 completely auf Kunststofft so that the pressure drop across the metering orifice 18 is equal to 0 or minimal.
  • a control arrangement and a method for supplying pressure medium from at least two consumers which can be supplied by a pump with pressure medium.
  • Each of the consumers are associated with a metering orifice and an individual pressure balance, via which the pressure medium volume flow to the respective consumer is adjustable.
  • an end position of the individual pressure compensator associated with the load pressure-highest consumer is detected, and when the end position is reached, the associated metering orifice is completely opened to minimize the pressure loss.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

Offenbart sind eine Steueranordnung und ein Verfahren zur Druckmittelversorgung von zumindest zwei Verbrauchern, die von einer Pumpe mit Druckmittel versorgbar sind. Jedem der Verbraucher sind eine Zumessblende und eine Individualdruckwaage zugeordnet, über die der Druckmittelvolumenstrom zum jeweiligen Verbraucher einstellbar ist. Erfindungsgemäß wird eine Endlagenposition der dem lastdruckhöchsten Verbraucher zugeordneten Individualdruckwaage erfasst und bei Erreichen der Endlagenposition die zugeordnete Zumessblende zur Minimierung des Druckverlustes vollständig aufgesteuert.

Description

Beschreibung
Steueranordnung und Verfahren zur Ansteuerung von zumindest zwei Verbrauchern
Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung zur Druckmittelversorgung von zumindest zwei Verbrauchern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Verfahren zur Ansteuerung der Verbraucher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 7.
Zur Ansteuerung mehrerer Verbraucher werden Hydrauliksysteme eingesetzt, bei denen die Verbraucher über eine gemeinsame Pumpe (Konstantpumpe mit By- passdruckwaage oder Verstellpumpe) mit Druckmittel versorgt werden. Im Druckmittelströmungspfad zwischen der Pumpe und jedem Verbraucher sind eine Zumessblende und eine Druckwaage vorgesehen, über die der Druckmittelvolumenstrom zum Verbraucher einstellbar ist. Dabei unterscheidet man nach dem Stromreglerprinzip und nach dem Stromteilerprinzip arbeitende LS-Systeme, bei denen die Druckwaage der Zumessblende stets nachgeschaltet ist. Diese Stromteilersysteme bezeichnet man auch als LUDV-Systeme, die eine Untergruppe der LS-Systeme darstellen. Bei einem LS-System wird die Pumpe in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck der betätigten hydraulischen Verbraucher so eingestellt, dass der Zulaufdruck um eine vorbestimmte Druckdifferenz über dem höchsten Lastdruck liegt.
Bei LUDV-Systemen sind die nachgeschalteten Druckwaagen in Öffnungsrichtung von dem Druck nach der jeweiligen Zumessblende und in Schließrichtung von einem Steuerdruck beaufschlagt, der üblicher weise dem höchsten Lastdruck aller angesteuerten Verbraucher entspricht. Bei einem derartigen System werden im Fall einer Untersättigung, die den einzelnen hydraulischen Verbrauchern zufließenden Druckmittelmengen unabhängig vom jeweiligen Lastdruck der hydraulischen Verbraucher verhältnisgleich reduziert (last unabhängige Durchflussverteilung).
Bei nach dem Stromreglerprinzip arbeitenden Systemen wird die der Zumessblende vor- oder nachgeschaltete Druckwaage in Schließrichtung vom Druck vor der Zumessblende und in Öffnungsrichtung vom Lastdruck stromabwärts der Zumessblende beaufschlagt, so dass man keine Last unabhängige Durchflussverteilung erhält. Bei gleichzeitiger Betätigung mehrerer hydraulischer Verbraucher und nicht ausreichend von der Verstellpumpe gelieferter Druckmenge (Untersättigung) wird nur die dem Lastdruck höchsten Verbraucher zufließende Druckmittelmenge reduziert. In der DE 103 42 037 A1 ist eine gattungsgemäße Steueranordnung offenbart, bei der die Zumessblenden elektronisch oder elektrohydraulisch verstellt werden. Der Lastdruck der Verbraucher wird über jeweils im Druckmittelströmungspfad zum Verbraucher angeordnete Sensoren, beispielsweise Druckaufnehmer, erfasst und aus den Signalen der Sensoren der lastdruckhöchste Verbraucher ermittelt. Über eine Steuereinheit wird dann die diesem Verbraucher zugeordnete Zumessblende vollständig aufgesteuert, so dass der Druckverlust über dieser Zumessblende und somit auch der Druckverlust im ganzen System minimiert ist. Auch die Ansteuerung der Pumpe erfolgt bei der bekannten Lösung elektrisch über die Steuereinheit und nicht - wie bei den sog. LS-Systemen - in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck.
Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die Verschaltung der Sensoren einen vergleichsweise hohen Aufwand erfordert, so dass eine derartige Schaltung nur mit hohem Kostenaufwand realisierbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steueranordnung und ein Verfahren zur Ansteuerung von zumindest zwei Verbrauchern zu schaffen, bei denen der Energie- oder Druckverlust mit einfachen Mitteln verringert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Steueranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 7 gelöst.
Die erfindungsgemäße Steueranordnung kann nach dem eingangs beschriebenen Stromregler- oder Stromteilerprinzip aufgebaut sein. Bei derartigen Systemen ist die dem lastdruckhöchsten Verbraucher zugeordnete Individualruckwaage vollständig aufgesteuert, so dass sich der Druckwaagenkolben in seiner Endlage befindet. Erfindungsgemäß wird die sich in der Endlage befindliche Individualdruckwaage ermittelt und dann entsprechend ein Signal an die Steuereinheit abgegeben, um die zugeordnete Zumessblende zur Minimierung des Druckverlustes vollständig aufzusteuern. Die Bestimmung der Endlage von Druckwaagen lässt sich mit äußerst geringem Aufwand durchführen, da die dazu erforderlichen Aufnehmer wesentlich einfacher als die Druckaufnehmer des bekannten Systems aufgebaut sind.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das System als Stromreglersystem ausgeführt, wobei die dem Verbraucher vor- oder nachgeschaltete Indivi- dualdruckwaage in Schließrichtung vom Druck stromaufwärts und in Öffnungsrichtung vom Druck stromabwärts der zugeordneten Zumessblende beaufschlagt sind.
Als Aufnehmer wird vorzugsweise ein elektromechanischer Endlagenschalter verwendet, der beim Erreichen der Endlagenposition der Individualdruckwaage geschaltet wird und ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit abgibt.
Die Pumpe der Steueranordnung ist vorzugsweise als elektrisch oder elektrohy- draulisch verstellbare Verstellpumpe ausgeführt.
Derartige Systeme lassen sich besonders effektiv bei Steueranordnungen für mobile Arbeitsmaschinen einsetzen, bei denen die einzelnen Funktionen über Hydro- zylinder betätigt werden.
Die Einstellung der Zumessblenden erfolgt vorzugsweise elektrisch oder elek- trohydraulisch mittels eines Joysticks oder einer ähnlichen Stelleinrichtung.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Schaltschema einer erfindungsgemäßen Steueranordnung zur Druckmittelversorgung zweier Verbraucher und
Figur 2 eine Prinzipdarstellung einer Variante eines bei der Steueranordnung gemäß Figur 1 einsetzbaren Stromreglers bestehend aus einer Zumessblende und einer vorgeschalteten Individualdruckwaage.
Figur 1 zeigt ein stark vereinfachtes Schaltschema einer Steueranordnung 1 zur Druckmittelversorgung zweier Verbraucher 2, 4. Die Steueranordnung ist als so genanntes EFM-System (Electronic-Flow-Management) ausgeführt, wobei die die Druckmittelströmung beeinflussen-den Ventilelemente und eine Pumpe 8 elektrisch oder elektrohydraulisch über eine Steuereinheit 6 angesteuert werden. Die Druckmittelversorgung der beiden Verbraucher 2, 4 erfolgt über die Pumpe 8, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Verstellpumpe ausgeführt ist, deren Schwenkwinkel elektrisch über einen Proportionalmagneten 10 verstellbar ist. Selbstverständ- lieh kann anstelle dieser EP-Verstellung mittels eines Proportionalmagneten auch ein herkömmlicher Pumpenregler verwendet werden, der den Verstellwinkel in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck aller Verbraucher hydraulisch/mechanisch oder elektrisch verstellt.
Der Druckanschluss der Pumpe 8 ist an eine Pumpenleitung 12 angeschlossen, die in zwei zu jeweils einem Verbraucher 2, 4 führende Zulaufleitungen 14, 16 verzweigt. In jeder dieser Zulaufleitungen 14, 16 ist ein Stromregelventil mit einer proportional verstellbaren Zulaufmessblende 18, 20 und jeweils einer nachgeschalteten Individualdruckwaage 22, 24 angeordnet. Deren Ausgang ist jeweils über eine Vorlaufleitung 26, 28 mit einem bodenseitigen Zylinderraum 30, 32, der als Hydrozylinder ausgeführten Verbraucher 2, 4 verbunden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Hydrozylinder durch Druckmittelzufuhr ausfahrbar, wobei der jeweilige Ringraum stets mit einem Tank verbunden ist. Das Einfahren der Hydrozylinder erfolgt durch Druckmittelverbindung der beiden bodenseitigen Zylinderräume 30, 32 mit einem Tank, wobei die Druckmittelströmungsrichtung und der den Druckmittelvolumenstrom im Ablauf bestimmende Öffnungsquerschnitt über ein Proportionalventil einstellbar ist, in das auch die jeweilige Zumessblende 18, 20 integriert ist. Der Aufbau derartiger Steueranordnungen ist hinlänglich bekannt, so dass weitere Ausführungen entbehrlich sind. Die Einstellung des Öffnungsquerschnitts der beiden Zumessblenden 18, 20 erfolgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel elektrisch über Proportionalmagnete 34, 36, die über die Steuereinheit 6 elektrisch angesteuert werden.
Die Verstellpumpe 8 kann mit einem Drucksensor zur Erfassung des Pumpendrucks, einem Drehzahlsensor zur Erfassung der Pumpendrehzahl und einem Schwenkwinkelsensor zur Erfassung des Pumpenschwenkwinkels ausgeführt sein. In der Steuereinheit 6 sind dann die Kennlinien der Verstellpumpe 2 und der beiden proportional verstellbaren Zumessblenden 18, 20 abgelegt, so dass mit Hilfe aller oder einiger der vorgenannten Sensoren und Kennlinien eine äußerst exakte Volumenstromsteuerung über die Pumpe 8 ermöglicht ist.
Die beiden Individualdruckwaagen 22, 24 sind jeweils in Öffnungsrichtung von dem Druck stromabwärts der zugeordneten Zumessblende 18, 36 beaufschlagt. Dieser Druck wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils über eine Steuerleitung 38, 40 abgegriffen. In Öffnungsrichtung wirkt des Weiteren eine Feder, die in Figur 1 nicht dargestellt ist. In Schließrichtung wirkt auf den Druckwaagenkolben 22, 24 der Druck stromaufwärts der jeweiligen Zumessblende 18, 20. Dieser wird über einen sich zu den Inividualruckwaagen 22, 24 hin verzweigenden Steuerkanal 42 von der Pumpenleitung 12 oder den beiden Zulaufleitungen 14, 16 abgegriffen. Die Zumessblenden 18, 20 bilden gemeinsam mit den zugeordneten Individualruckwaagen 22, 24 einen Stromregler, über den der Druckmittelvolumenstrom zum zugeordneten Verbraucher 2, 4 lastdruckunabhängig konstant gehalten werden kann.
Gemäß der Erfindung wird über Aufnehmer 44, 46 die Position eines Druckwaagenkolbens erfasst und an die Steuereinheit 6 ein Signal abgegeben, wenn einer der Druckwaagenkolben seine Endlage erreicht hat und somit die entsprechende Druckwaage vollständig aufgesteuert ist.
Zur Betätigung der beiden Verbraucher 2, 4 werden durch die Bedienperson über einen oder mehrere Joysticks 48 Steuersignale erzeugt, die über die Steuereinheit 6 zu Steuersignalen für die Ansteuerung der Verstellpumpe 8 und der beiden Zumessblenden 18, 20 verarbeitet werden. Zur entsprechenden Ansteuerung der beiden Verbraucher 2, 4 muss die Verstellpumpe 8 einen bestimmten Druckmittelvolumenstrom bereitstellen, der der Summe der über den Joystick 48 eingestellten Soll-Volumenströme entspricht. Die Verstellpumpe 8 muss somit in Abhängigkeit von der Einstellung des Joysticks 48 auf einen Schwenkwinkel verstellt werden, bei dem dieser Summenvolumenstrom geliefert wird. Die entsprechende Einstellung der Verstellpumpe 8 kann in Abhängigkeit von dem Sollwert auf einfache Weise durch Erfassung des aktuellen Pumpendrucks, der aktuellen Pumpendrehzahl und des eingestellten Schwenkwinkels über die Pumpenkennlinie erfolgen. Bei dieser elektronischen Ansteuerung der Verstellpumpe 8 entfällt die bei herkömmlichen LS-Pum- penreglern vorhandene Notwendigkeit, die Lastdrücke über komplexe Wechselventilanordnungen an den Verbrauchern abzugreifen und über vergleichsweise lange LS-Leitungen zur Verstellpumpe zu führen.
Durch die Sollwerteinstellung über den Joystick 48 können Volumenstromfehler aufgrund volumetrischer Verluste der Verstellpumpe 8 ausgeglichen werden, da der Bediener sofort über den Joystick 48 nachregelt, falls die Verbraucher 2, 4 nicht mit der gewünschten Geschwindigkeit betätigt werden. Der höchste Lastdruck stellt sich dann entsprechend an dem am höchsten belasteten Verbraucher ein und die Druckdifferenz zu den niedriger belasteten Verbrauchern wird durch die Stromregelung an den Individualdruckwaagen 22, 24 weggedrosselt. Dabei befindet sich die dem lastdruckhöchsten Verbraucher zugeordnete Individualdruckwaage 24 in ihrer Endlage (vollständig geöffnet). Diese Endlagenposition wird über die Aufnehmer 44, 46 erfasst und an die Steuereinheit 6 gemeldet, so dass diese die zugehörige Zu- messblende 20 vollständig aufgesteuert wird - der Druckverlust über die Zumess- blende 18, 20 ist somit minimal. Die Steuereinheit 6 ist über in Figur 1 dargestellte Signalleitungen mit dem Proportionalmagneten 10, 34, 36 und mit den beiden Aufnehmern 44, 46 verbunden, des Weiteren ist noch eine Signalleitung zur Einstellung der Pumpendrehzahl dargestellt - da diese Signalleitungen gemäß Figur 1 selbsterklärend sind, sind keine Bezugszeichen eingezeichnet.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines alternativ bei einer Steueranordnung gemäß Fig. 1 einsetzbaren Stromreglers, bei dem die Druckwaage der Zumessblende nachgeschaltet ist. Bei der folgenden Erläuterung werden für einander entsprechende Bauelemente die gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 verwendet.
Der von der Pumpe 8 geförderte Druckmittelvolumenstrom strömt bei dieser Variante über die Zulaufleitung 14 zum Eingang der Individualdruckwaage 22, deren Druckwaagenkolben 50 über eine Druckwaagenfeder 52 in seine dargestellte Öffnungsposition vorgespannt ist, in der eine Druckmittelverbindung der Zulaufleitung 14 zu einem an den Ausgangsanschluss der Individualdruckwaage 22 angeschlossenen Druckwaagenkanal 54 über eine Ringnut 56 des Druckwaagenkolbens 50 aufgesteuert ist. Der Steuerkanal 42 zweigt bei der in Figur 2 dargestellten Variante vom Druckwaagenkanal 54 ab, so dass der Druck stromaufwärts der Zumessblende 18 abgegriffen und in einen Steuerraum 58 gemeldet wird. Dieser ist von der in Figur 2 linken Stirnfläche des Druckwaagenkolbens 22 begrenzt, so dass der Druck p2 stromaufwärts der Zumessblende 18 den Druckwaagenkolben 50 in Schließrichtung beaufschlagt. Der Druck p3 stromabwärts der Zumessblende 18 wird über die Steuerleitung 38 abgegriffen und in einen rückwärtigen Federraum 60 gemeldet, so dass der Druckwaagenkolben 50 entsprechend durch diesen Druck zusätzlich zur Kraft der Druckwaagenfeder 52 in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist.
In der Regelposition wird der Druckabfall p2 - p3 über der Zumessblende 18 lastdruckunabhängig konstant gehalten, wobei dieser Druckabfall der Kraft der Druckwaagenfeder 52 entspricht.
Der Stromregler gemäß Figur 1 mit nachgeschalteter Individualdruckwaage 22, 24 funktioniert auf gleiche Weise. Erfindungsgemäß wird die Endlagenposition des Druckwaagenkolbens 50, d.h. die Position, in der der Öffnungsquerschnitt der Individualdruckwaage 22 vollständig aufgesteuert ist (Ansicht nach Figur 2) über einen mechanischen Endlagenschalter 44 erfasst. Bei Erreichen der Endlagenposition des Druckwaagenkolbens 50 wird der Endlagenschalter 44 umgeschaltet und ein entsprechendes Steuersignal an die Steuereinheit 6 abgegeben, so dass diese die zugeordnete Zumessblende 18 vollständig aufsteuert, so dass der Druckverlust über der Zumessblende 18 gleich 0 oder minimal ist.
Selbstverständlich kann anstelle eines mechanischen Schalters auch ein berührungsloses System oder ein elektronisches Wegmesssystem verwendet werden. Prinzipiell ist die vorbeschriebene Endlagenerfassung auch bei LUDV-Systemen einsetzbar.
Offenbart sind eine Steueranordnung und ein Verfahren zur Druckmittelversorgung von zumindest zwei Verbrauchern, die von einer Pumpe mit Druckmittel versorgbar sind. Jedem der Verbraucher sind eine Zumessblende und eine Individualdruckwaage zugeordnet, über die der Druckmittelvolumenstrom zum jeweiligen Verbraucher einstellbar ist. Erfindungsgemäß wird eine Endlagenposition der dem lastdruckhöchsten Verbraucher zugeordneten Individualdruckwaage erfasst und bei Erreichen der Endlagenposition die zugeordnete Zumessblende zur Minimierung des Druckverlustes vollständig aufgesteuert.

Claims

Patentansprüche
1. Steueranordnung zur Druckmittelversorgung von zumindest zwei Verbrauchern (2, 4), die von einer Pumpe (8) mit Druckmittel versorgbar sind, wobei jedem der Verbraucher (2, 4) eine Zumessblende (18, 20) und eine Individualdruck- waage (22, 24) zugeordnet ist, über die der Druckmittelvolumenstrom zum jeweiligen Verbraucher (2, 4) einstellbar ist, wobei die dem lastdruckhöchsten Verbraucher (2, 4) zugeordnete Zumessblende (18, 20) über eine Steuereinheit (6) in Abhängigkeit von einem Stellsignal aufsteuerbar ist, gekennzeichnet durch einen Aufnehmer (44, 46) zur Erfassung der Endlage der dem lastdruckhöchsten Verbraucher (2, 4) zugeordneten Individualdruckwaage (22, 24) und zur Abgabe eines Endlagensignals an die Steuereinheit (6), über die in Abhängigkeit von diesem Endlagensignal das Stellsignal generierbar ist.
2. Steueranordnung nach Patentanspruch 1 , wobei die Individualdruckwaage (22, 24) jeweils der Zumessblende (18, 20) vor- oder nachgeschaltet ist und in Schließrichtung vom Druck stromaufwärts und in Öffnungsrichtung vom Druck stromabwärts der Zumessblende (18, 20) beaufschlagt ist.
3. Steueranordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Aufnehmer (44, 46) Endlagenschalter sind.
4. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Pumpe (8) eine Konstantpumpe mit Bypassdruckwaage oder eine elektrisch, elektrohydraulisch oder hydraulisch verstellbare Verstellpumpe ist.
5. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Verbraucher (2, 4) Hydrozylinder einer mobilen Arbeitsmaschine sind.
6. Steueranordnung nach Patentanspruch 5, wobei die Zumessblenden (18, 20) elektronisch oder elektrohydraulisch mittels eines Joysticks (48) oder dergleichen einstellbar sind.
7. Verfahren zur Ansteuerung von zumindest zwei Verbrauchern (2, 4), die von einer Pumpe (8) mit Druckmittel versorgt werden, wobei jedem der Verbraucher (2, 4) eine Zumessblende (18, 20) und eine Individualdruckwaage (22, 24) zugeordnet ist, über die der Druckmittelvolumenstrom zum jeweiligen Verbraucher (2, 4) eingestellt wird und wobei die dem lastdruckhöchsten Verbraucher (2, 4) zugeordnete Zumessblende (18, 20) über eine Steuereinheit (6) in Abhängigkeit von einem Stellsignal aufgesteuert wird, gekennzeichnet durch die Schritte:
- Erfassen der Endlage der dem lastdruckhöchsten Verbraucher (2, 4) zugeordneten Individualdruckwaage (22, 24) und
- Aufsteuern derjenigen Zumessblende (18, 20), die der sich in ihrer Endlage befindlichen Individualdruckwaage (22, 24) zugeordnet ist.
PCT/EP2008/053100 2007-04-26 2008-03-14 Steueranordnung und verfahren zur ansteuerung von zumindest zwei verbrauchern WO2008131990A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710019787 DE102007019787A1 (de) 2007-04-26 2007-04-26 Steueranordnung und Verfahren zur Ansteuerung von zumindest zwei Verbrauchern
DE102007019787.1 2007-04-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008131990A1 true WO2008131990A1 (de) 2008-11-06

Family

ID=39433823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2008/053100 WO2008131990A1 (de) 2007-04-26 2008-03-14 Steueranordnung und verfahren zur ansteuerung von zumindest zwei verbrauchern

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102007019787A1 (de)
WO (1) WO2008131990A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105041748A (zh) * 2014-04-29 2015-11-11 罗伯特·博世有限公司 用于多个执行机构的液压的控制装置
CN113775591A (zh) * 2021-11-11 2021-12-10 太原理工大学 可短路阀后压力冗余补偿流量控制***

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011106307A1 (de) 2011-07-01 2013-01-03 Robert Bosch Gmbh Steueranordnung und Verfahren zum Ansteuern von mehreren hydraulischen Verbrauchern

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62194002A (ja) * 1986-02-19 1987-08-26 Seirei Ind Co Ltd 正逆切換油圧回路におけるアクチユエ−タのシヨツク緩和装置
EP0587902A1 (de) * 1992-02-18 1994-03-23 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Hydraulisches antriebsystem
US5452579A (en) * 1991-07-04 1995-09-26 Danfoss A/S Hydraulic system with pump and load
DE10108536A1 (de) * 2001-02-22 2002-04-04 Rexroth Mecman Stockholm Ab Pneumatikventil mit Mitteln zur elektrischen Erfassung der Endposition eines innenliegenden Schaltelements
DE10342037A1 (de) 2003-09-11 2005-04-07 Bosch Rexroth Ag Steueranordnung und Verfahren zur Druckmittelversorgung von zumindest zwei hydraulischen Verbrauchern

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62194002A (ja) * 1986-02-19 1987-08-26 Seirei Ind Co Ltd 正逆切換油圧回路におけるアクチユエ−タのシヨツク緩和装置
US5452579A (en) * 1991-07-04 1995-09-26 Danfoss A/S Hydraulic system with pump and load
EP0587902A1 (de) * 1992-02-18 1994-03-23 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Hydraulisches antriebsystem
DE10108536A1 (de) * 2001-02-22 2002-04-04 Rexroth Mecman Stockholm Ab Pneumatikventil mit Mitteln zur elektrischen Erfassung der Endposition eines innenliegenden Schaltelements
DE10342037A1 (de) 2003-09-11 2005-04-07 Bosch Rexroth Ag Steueranordnung und Verfahren zur Druckmittelversorgung von zumindest zwei hydraulischen Verbrauchern

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105041748A (zh) * 2014-04-29 2015-11-11 罗伯特·博世有限公司 用于多个执行机构的液压的控制装置
CN113775591A (zh) * 2021-11-11 2021-12-10 太原理工大学 可短路阀后压力冗余补偿流量控制***
CN113775591B (zh) * 2021-11-11 2022-01-04 太原理工大学 可短路阀后压力冗余补偿流量控制***

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007019787A1 (de) 2008-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1664551B1 (de) Steueranordnung und verfahren zur druckmittelversorgung von zumindest zwei hydraulischen verbrauchern
EP1644643B1 (de) Steueranordnung und verfahren zur ansteuerung von wenigstens zwei hydraulischen verbrauchern
EP0275968B1 (de) Steuervorrichtung für ein hydrostatisches Getriebe für wenigstens zwei Verbraucher
EP2541072B1 (de) Steueranordnung und Verfahren zum Ansteuern von mehreren hydraulischen Verbrauchern
EP1710446B1 (de) Hydraulische Steueranordnung und Steuerblock
DE102006003414B3 (de) Hydraulische Schaltungsanordnung
EP1812715A2 (de) Hydraulische steueranordnung
EP1989450B1 (de) Hydraulische steueranordnung
DE102012110978A1 (de) Hydrostatisches Antriebssystem
DE19615593A1 (de) Hydrostatisches Antriebssystem
EP2142808A1 (de) Hydraulische steueranordnung
DE4129508A1 (de) Ventilanordnung zur versorgung eines verbrauchers aus zwei druckmittelquellen
WO2008131990A1 (de) Steueranordnung und verfahren zur ansteuerung von zumindest zwei verbrauchern
DE10308289B4 (de) LS-Wegeventilblock
EP2176556B1 (de) Steueranordnung und verfahren zur ansteuerung von zumindest zwei hydraulischen verbrauchern
DE102008008102A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Druckmittelversorgung von zumindest drei hydraulischen Verbrauchern
EP1170510A2 (de) Hydraulische Steueranordnung zur Druckmittelversorgung von vorzugsweise mehreren hydraulischen Verbrauchern
DE3844399C2 (de) Steueranordnung für mehrere unabhängig voneinander betätigbare hydraulische Verbraucher und deren Verwendung
WO2016091528A1 (de) Hydraulische ventilanordnung, hydraulischer ventilblock mit einer derartigen ventilanordnung, und hydraulischer antrieb mit einem derartigen ventilblock
DE60108309T2 (de) Hydraulischer Schaltkreis einer Arbeitsmaschine
EP1831573A1 (de) Hydraulische steueranordnung
DE102012103733A1 (de) Load-Sensing geregeltes hydrostatisches Antriebssystem
EP2220383B1 (de) Hydraulische steueranordnung
DE9309983U1 (de) Hydraulischer Antrieb für Arbeitsmaschinen, vorzugsweise Mobilkräne
DE3802954A1 (de) Hydraulikeinrichtung mit einer regelbaren pumpe

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08717841

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08717841

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1