WO2011107134A1 - Hydraulische steueranordnung - Google Patents

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WO2011107134A1
WO2011107134A1 PCT/EP2010/007883 EP2010007883W WO2011107134A1 WO 2011107134 A1 WO2011107134 A1 WO 2011107134A1 EP 2010007883 W EP2010007883 W EP 2010007883W WO 2011107134 A1 WO2011107134 A1 WO 2011107134A1
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control
pressure
valve
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control block
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PCT/EP2010/007883
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Inventor
Wolfgang Kauss
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Robert Bosch Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y10T137/85986—Pumped fluid control
    • Y10T137/86002—Fluid pressure responsive
    • Y10T137/86019—Direct response valve

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic control arrangement for pressure medium supply of two consumer groups according to the preamble of claim 1.
  • LS Load Sensing
  • throttle systems For pressure medium supply of hydraulic consumers of mobile equipment, such as excavators, tractors, backhoe loaders LS (Load Sensing) or throttle systems are often used.
  • the pump pressure is regulated as a function of the highest load pressure of the consumers.
  • LS control blocks To be able to set the pressure medium volume flow to each consumer independent of the load pressure, in the case of so-called LS control blocks, each of the consumers is assigned an adjustable measuring orifice and a pressure compensator which keep the pressure medium volume flow constant and independent of the load pressure.
  • LUDV systems a subgroup of LS systems - the pressure balance is acted upon in the closing direction by the highest load pressure of all consumers and in the opening direction by the pressure downstream of the metering orifice.
  • the available volume flow in these LUDV systems is proportionally divided in the ratio of the opened metering orifice cross sections.
  • the pump flow rate is thus adapted to the respective requirements.
  • the pump in a load pressure-dependent throttle system, the pump always promotes the maximum possible or constant flow rate.
  • the pump can be designed as a constant or variable.
  • These throttle control systems use so-called open-center control blocks, as described, for example, in data sheet RD 64 266 or RD 64 122 of Bosch Rexroth AG.
  • These throttle control blocks have a multiplicity of directional control valve elements, which in their basic position lead the pump volume flow with low pressure loss via a circulation channel back to the tank.
  • the volume flow to the individual consumers is divided depending on the respective load pressure, the pressure medium preferably flows to the consumer with the lowest load pressure.
  • a pump pressure sets in that corresponds approximately to the highest load pressure of the consumer plus a predetermined pressure difference. Accordingly, the pump pressure must be throttled accordingly to actuate the load-lowest consumer, so that considerable throttle losses occur.
  • a backhoe loader has a loading shovel on its front and excavator equipment on the rear, so the backhoe loader combines the functions of a wheel loader and an excavator.
  • the control of the front attachments and the rear attachments usually takes place via a respective control block, for cost reasons, often a throttle control block is used for the excavator function, which allows a relatively sensitive control of the attachment with little effort, but has the aforementioned throttle losses.
  • Another problem is that the rear-side hydraulic consumers and the front hydraulic consumers are often operated at different load pressure level, so that with a common pump setting to the highest load pressure and the load pressures must be throttled to other consumers considerably.
  • a hydraulic control arrangement with two control blocks is disclosed, one of which is designed as a LS control block and another control block as a throttle control block with an open-center directional control valve.
  • Both the LS control block and the throttle control block are supplied by a common variable displacement pump with pressure medium, which is controlled in response to the highest load pressure of both control blocks, so that the pump pressure is always a predetermined pressure difference above the highest load pressure of the system.
  • the directional control valve of the throttle control block is one of the pump pressure leading pump line branching LS control line through the open center of the directional control valve relieved to the tank so that is throttled by adjusting the directional valve, the control oil volume flow and increases according to the reported to the variable control pressure.
  • the maximum control pressure at the throttle control block is limited by a pressure relief valve.
  • variable displacement pump When controlling different consumer groups with different load pressure levels, the variable displacement pump must be adjusted for the highest load pressure and this high load pressure must be throttled to the control block with lower load pressure level - the throttle losses are significant.
  • the invention has for its object to provide a hydraulic control arrangement, with the two consumer groups with different load levels can be controlled with reduced losses.
  • the hydraulic control arrangement has a variable depending on a load pressure or control variable variable pump for pressure medium supply two consumer groups, each of which a control block is assigned, wherein the tapped in one of the control blocks control pressure is limited by a pressure relief valve.
  • a pressure limiting valve assigned to the other control block is provided for limiting the control pressure levels at a pressure different from the first pressure limiting valve.
  • the control pressure applied in the respective control block which can correspond to the maximum load pressure of the consumer controlled by the control block, is limited to different levels be so throttling losses are limited in the control block with lower control pressure level. Due to this lower control pressure level, the losses compared to the conventional solution are significantly reduced, since only a limited control oil flow rate flows through the control block - this is accompanied by an improvement of the response and controllability, especially in mechanical operation.
  • the control arrangement according to the invention thus takes place practically a decoupling of the maximum control pressures in both control blocks - this is the case of the prior art without a model.
  • control blocks are designed either identically or differently, wherein in principle throttle control blocks, LUDV control blocks or LS control blocks can be used.
  • this is preferably designed in the open-center design, wherein the control line is connected in the basic position in circulation to the tank.
  • control blocks are connected in series with their control lines, wherein the load pressure is limited in the adjacent to the variable displacement pump in the flow direction control block to a higher value than the load pressure of the other control block.
  • control lines are preferably connected to each other via a check valve which opens in the direction of the downstream control block.
  • control lines of the control blocks are connected in parallel.
  • control line is tapped in a designed as a throttle control block control block via a flow control valve from a pump pressure leading feed line.
  • control block is executed with a lower control pressure level than the throttle control block and the control pressure with a higher control pressure level as LUDV or LS control block, wherein downstream of said flow control valve, a LS-switching valve is provided which in the closing direction of the control pressure in the other control block with higher control pressure level and is acted upon in the opening direction by the control pressure in the throttle block.
  • the pilot oil flow rate through the throttle block is shut off when the other primary control block (LUDV, LS) is operating at a higher control pressure level.
  • the higher control pressure level control block provides steering via a priority valve.
  • variable displacement pump is preferably driven depending on the higher of the load / control pressures in the steering, in the primary control block (higher control pressure level) or in the secondary control block (lower control pressure level).
  • Figure 1 is a circuit diagram of a control arrangement of a backhoe loader with two Drossel penetrateblöcken;
  • Figure 2 is a circuit diagram of a variable displacement pump for a control arrangement according to Figure 1;
  • Figure 3 is an enlarged partial view of a directional control valve section of a control block of Figure 1;
  • FIG. 4 shows a hydraulic control arrangement for supplying pressure medium to a backhoe loader with a LUDV control block and a throttle control block and
  • FIG. 5 shows a partial representation of the LUDV control block from FIG. 2.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of a hydraulic control arrangement of a backhoe loader, the rear side has an excavator and front side a loading shovel.
  • the control arrangement is designed with two control blocks 2, 4, the latter being assigned to the rear-side dredger and the control block 2 to the front-side loading shovel.
  • a steering 6 of the backhoe loader is supplied with pressure medium.
  • the control arrangement has a variable displacement pump 10, which is shown only schematically in FIG. 1 and which is set as a function of the highest load pressure of the driven consumers so that the pump pressure is above this maximum load pressure by a predetermined pressure difference.
  • variable displacement pump 10 can be designed, for example, as an axial piston pump, which draws in pressure medium from a tank 11 and conveys it into a pump line 12.
  • a swashplate 13, indicated by a double arrow in FIG. 2 can be pivoted in cooperation with two actuating cylinders 14, 15.
  • Both actuating cylinders are differential cylinders, which have a piston 16, 17 and in each case a piston rod 18, with which they engage the swash plate 13.
  • the piston surface of the piston 17 of the actuating cylinder 15 is smaller than the piston area of the piston 16 of the other actuating cylinder.
  • Extending the piston rod 18 of the adjusting cylinder 14 causes a reduction and extension of the piston rod 18 of the adjusting cylinder 15, an increase in the swivel angle of the swash plate and thus the delivery volume of the variable displacement 0.
  • the pressure in the actuating cylinder 15 exerts a spring 19 on the swash plate 13 a force in the direction of increasing the pivot angle.
  • the pressure chamber of the actuating cylinder 15 is constantly connected to the supply line 12.
  • the inflow and outflow of pressure fluid to and from the pressure chamber of the actuating cylinder 14 is controlled by a pump control unit 25, the pump 10 is constructed on the adjustment and having a terminal LS, to which a load-sensing line 26 is connected.
  • the pump control unit 25 has an LS pump control valve 27 and a pressure regulating valve 28 which is set to a pressure occurring in the usual way load pressures.
  • the pressure control valve 28 has a first port which is connectable via a discharge line 29 to the tank 11.
  • a second connection of the pressure regulating valve 28 is located on the pump line 2.
  • a third connection, which can be connected to the first or the second connection, is connected to the pressure chamber of the adjusting cylinder 14.
  • a connection of the LS pump control valve 27 is located on the discharge line 29, a second connection on the supply line 12.
  • a third connection of the pump control valve 27 can be connected to its first or second connection and permanently connected to the first connection of the pressure regulating valve 28.
  • a slider of the pressure control valve 28 is acted upon by a compression spring 30 in the sense of increasing the pivot angle and the inlet pressure in the sense of a reduction of the pivot angle of the variable displacement pump 10.
  • a slide of the LS-pump control valve 27 is acted upon in the sense of increasing the pivot angle of the variable displacement pump 10 by a compression spring 31 and prevailing in the load-sensing line 26 pressure and in the sense of reducing the pivot angle of the inlet pressure.
  • the two control blocks 2, 4 are each designed as throttle control blocks.
  • a lifting cylinder 32 and a bucket cylinder 34 of the front loading bucket are operated in addition to the steering 6.
  • a further control block 4 is the front-side equipment with two parallel swivel cylinders 36, a boom cylinder 38, a dipper arm 40 and a bucket cylinder 42 driven.
  • the control block 2 designed as a throttle control block essentially consists of an input section 44 and two substantially identically constructed directional control valve sections 46, 48 and an output section 50.
  • a tank connection T a pressure connection P connected to the pump line 12
  • a pressure connection P connected to the pump line 12
  • is the load pressure Steering 6 leading load reporting DLS connected to the load-sensing line 26 LS connection, connected to the steering 6 working port D, two connected to the lifting cylinder 32 working ports LA1, LB1, two connected to the blade cylinders 34 working ports LA2, LB2 and a additional LS connection provided.
  • the tank connection T is connected to the tank 11 via a tank channel 52.
  • a biasing valve 54 is provided which opens the pressure medium connection to the tank 11 when the pressure applied in the tank line 52 pressure is greater than the equivalent of a closing spring of the biasing valve 54.
  • the rear-side dredger associated control block 4 has four directional control valve sections 56, 58, 60, 62, whose structure corresponds to the directional control valve sections 46, 48 of the control block 2. Furthermore, the control block 4 is designed with an input section 64 and an output section 66. At the input section 64, a pressure port P connected to the pump line 12, a further LS port connected to the LS port of the control block 2 and a tank port T connected to the tank passage 52 are formed.
  • FIG. 3 shows an enlarged view of the inlet section 44 and the directional valve section 46.
  • the pump line 12 opens into the pressure port P of the inlet section 54 and is connected to the inlet of a priority valve 68. This is biased by a spring and the voltage applied to the steering 6 load pressure, which is tapped from the terminal DLS, in a basic position in which the pump line 12 is connected via a steering channel 70 to the working port D, to which the steering 6 is connected.
  • the priority valve 68 In the opposite direction acts on a slide of the priority valve 68, the pressure in the steering channel 70, so that with increasing pressure in this steering channel 70, the priority valve 68 is moved to a position in which a pressure medium connection is opened to an inlet channel 72.
  • the priority valve 68 In the case in which the steering 6 has no pressure medium requirement, the priority valve 68 is adjusted by the pressure in the steering channel 70 so that the pressure medium connection to the steering channel 70 is completely closed, so that the pressure medium flows through the priority valve 68 into the inlet channel 72.
  • a control line 74 From the inlet channel 72 branches off a control line 74, in which a flow control valve 76 is provided, via which a control oil volume flow is diverted from the inlet channel 72.
  • the pressure downstream of the flow control valve 76 is limited via a pressure limiting valve 78 to a predetermined control pressure level.
  • the output of the pressure limiting valve 78 opens into a drainage channel 72, which is connected to the tank connection T of the inlet section 44 and is thus connected to the tank line 52.
  • the pressure downstream of the flow control valve 76 is reported to the input of a shuttle valve 80. Its other input terminal is acted upon by the pressure at the terminal DLS, so that the higher of these pressures is reported via the LS port in the LS line 26 and the variable displacement pump 10 is adjusted in response to this pressure.
  • the directional control valve section 46 has an open-center directional control valve 82, which - as shown - by hand or hydraulically or electro-hydraulically adjustable.
  • the basic structure of the directional valve 82 is described in the aforementioned data sheets RD 64 266 or RD 64 122, so that in terms of details on the relevant Reference is made to guides and only the essential components for understanding the invention will be explained.
  • the OC directional control valve 82 has a pressure port P connected to the intake passage 72, a tank port T connected to the drain passage 84, a control port D connected to the control line 74, two output ports A, B connected to the working ports LA1, LB1, as well as a control output D ⁇ which opens in a further section of the control line 74, the two control blocks 2, 4 passes according to FIG. For clarity, it is omitted to provide the individual sections of the control line 74 upstream and downstream of the individual valves with separate reference numerals.
  • the ports P, T, A, B of the OC-way valve 82 are shut off, but the control oil connections D, D 'are connected to each other, so that the control oil 82 can flow through the directional control valve substantially without pressure.
  • the two working ports A, B of the OC-way valve 82 are connected via working channels 86, 88 with the working ports LA1, LB1. These working channels 86, 88 act depending on the adjustment of the OC-way valve 82 as a supply or return line.
  • a combined Nachsaug- / pressure relief valve 90, 92 is provided, on the one hand, the pressure in the working lines 88, 86 is limited and, second, in the case of a pulling load pressure fluid from the tank 11 in the be sucked magnifying pressure space.
  • this control oil connection is controlled and throttled according to the control oil volume flow and the pressure medium connection from the pressure port P to one of the working ports A, B opened and in a corresponding manner the expiration of the decreasing Pressure chamber on the other of the two working ports A, B open to the tank port T of the OC-way valve 82.
  • Such OC-way valve 82 allows a very accurate control of the connected hydraulic consumers, the structure is very simple - disadvantageous, however, that the control oil volume flow must be throttled in order to control the respective hydraulic consumer can.
  • the other directional valve sections 56, 58, 60, 62 of the control blocks 2, 4 have the same structure as the way valve section 46 described with reference to FIG 3, so that further explanations are unnecessary.
  • control line 74 is connected to the LS connection of the input section 64 of the control block 4, so that this control line 74 also continues in the control block 4.
  • a deflection 94 is provided, via which the control line 74 are connected to a all sections 64, 56, 58, 60, 62 common drain line 96 which is connected via the tank port T of the input section 64 to the tank line 52 is.
  • the pump line 12 is connected to the pressure port P of the input section 64 and opens into a common all sections of the control block 4 supply line 98.
  • a check valve 100 is arranged, the control oil flow to the directional valve sections 56, 58, 60th , 62 permits and locks in the opposite direction.
  • the check valve 100 allows a control oil flow to the control block 4, when the control pressure / load pressure in the region of the control block 2 is greater than in the control block 4th
  • the pressure downstream of the check valve 100 is limited via a further pressure relief valve 102 to a pressure level which is below the pressure level limited by the pressure limiting valve 78.
  • the control oil flows through all OC-way valves 82 almost without pressure in circulation to the tank 11th
  • the control oil volume flow is limited via the peripheral edges of the directional control valves 82 of the control block 4 and thus reduces the throttle losses. That is, via the two pressure relief valves 78, 102, the load pressure level is every Control block 2, 4 limited to an optimal level in terms of minimizing the Steueröldrosselmanne, the pressure level in the control block 4 is below that of the control block 2.
  • OC-way valves 82 allow with minimal effort a very sensitive control of the individual hydraulic consumers - but there are still throttle losses.
  • another control block for example a LUDV control block, may also be used. Such an embodiment will be explained with reference to FIG.
  • control of the hydraulic consumers of the dredger also takes place again via a throttle control block 4, which differs only in the construction of the input section 64 from the embodiment of Figure 1, so that only the differences are explained below.
  • the control block assigned to the loading shovel is embodied as a LUDV control block 2 'with an input section 104 and two identically designed LUDV sections 106, 108 and an end plate 110.
  • the variable displacement pump 10 has the same construction as in the previously described embodiment.
  • the supply of the steering 6 takes place in the same manner as in the embodiment described above via a priority valve 68, in the sense of a pressure medium supply of the steering 6 of the voltage applied to the terminal DLS load pressure of the steering and in terms of a pressure medium supply of the LUDV sections 106, 108 through the Pressure downstream of the priority valve 68, that is acted upon by the pressure in the steering channel 70.
  • a priority valve 68 To a second output port of the priority valve 68 is as previously described Embodiment of the inlet channel 72 connected, via which the pressure medium flows to the LUDV sections 106, 108.
  • the LUDV section 106 has a structure as described in the aforementioned DE 199 30 618 A1 or in the data sheet RD 64 122 of Bosch Rexroth AG.
  • Such a LUDV section 106 has a continuously adjustable LUDV directional control valve 112 which has a speed part formed by a metering orifice 114 and a directional part 116, via which the pressure medium flow direction to and from the associated consumer, in this case the lifting cylinder 32, is determined.
  • a pressure port P of the directional control valve 112 is connected to the inlet channel 72.
  • a discharge port T is in fluid communication with the outlet port 84 connected to the tank port T, two output ports A, B are connected to the two working ports LA1, LB1 via the working ports 86, 88, and a pressure balance port C is connected to the input of a LUDV pressure compensator 118 connected in the closing direction of the pressure in a load-sensing line 120 and in the direction of increasing a throttle cross-section of the pressure at the pressure compensator port C, ie from the pressure downstream of the metering orifice 114 is acted upon.
  • the LUDV pressure compensator When the LUDV pressure compensator is fully opened, the pressure downstream of the metering orifice 14 is reported to the load reporting line 120.
  • the pressure drop across the metering orifice 114 is held constant load pressure independent and throttled at the entrance of the LUDV pressure compensator 118 applied maximum load pressure to the individual load pressure.
  • the throttled to the individual load pressure pressure fluid then flows from the output of the pressure compensator 118 via a port P 'of LUDV-way valve 112 and the direction portion 116 and the corresponding working channel 86, 88 in the increasing pressure chamber of the lifting cylinder 32 and from the decreasing pressure chamber via the corresponding working line 88, 86, the directional part 116 and the drainage channel 84 to the tank 11 from.
  • the load sensing line 120 is connected to the LS port of the input section 104 and connected via another check valve 122 to the steering load pressure leading terminal DLS.
  • the check valve 122 opens, so that then the steering load pressure is reported in the LS line 26.
  • the check valve 122 is closed, the pressure in the load-signaling line 120 is also applied to the LS line 26.
  • the pressure in the load-signaling line 120 is in turn limited via a pressure-limiting valve 78 to a pressure level which is above the pressure level of the throttle control block 4.
  • a small flow control valve 124 is provided parallel to the pressure limiting valve 78, via which a continuous control oil volume flow to the outlet channel 84 is made possible.
  • the load pressure in the LS line 26 is also applied to the connection LS of the input section 64.
  • the drain port T of the input section 64 is in fluid communication with the tank passage 52.
  • a feed line 98 for supplying pressure medium to the directional control valve sections 56, 58, 60, 62 is connected to the pressure connection P.
  • the discharge port T is located on the drain line 96, which is connected via the deflection 94 of the output section 64 with the control block 4 passing through the control line 74. This is connected via a switching valve 124 and a flow control valve 126 with the supply line 98 bar.
  • control oil volume flow in the control line 74 can be adjusted via the flow control valve 126.
  • the switching valve 124 is acted upon in the closed position by the load pressure in the LS line 26 and in the opening direction by the pressure in the control line 74 and the force of a comparatively weak spring.
  • a control oil supply of the control line 74 is accordingly only when the load pressure to the pressure equivalent of this spring is greater than the control pressure in the control line 74, which adjusts when throttling the cross sections of the respective OC directional valves 82.
  • control line 74 can be connected to the LS line 26 via a check valve 128, this check valve 128 opening in the direction of the LS line 26 when the pressure in the control line 74 is greater than the load pressure in the LS line 26 is. That In this case, the higher control pressure in the throttle control block 4 is reported to the pump control unit 25 in the LS line 26 and the pump adjusted according to this higher control pressure.
  • the pressure in the control line 74 is limited as in the embodiment described above by the pressure relief valve 102 to a lower pressure level than in the LUDV control block 2 '.
  • the embodiment according to FIG. 4 corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 1, so that further explanations are unnecessary.
  • a hydraulic control arrangement for supplying pressure medium to two consumer groups via a common variable displacement pump.
  • the pressure level of a control block assigned to a consumer group is set to a different pressure level than that of another, the other

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Abstract

Offenbart ist eine hydraulische Steueranordnung zur Druckmittelversorgung zweier Verbrauchergruppen über eine gemeinsame Verstellpumpe. Erfindungsgemäß ist das Druckniveau eines einer Verbrauchergruppe zugeordneten Steuerblocks auf ein anderes Druckniveau eingestellt als dasjenige eines weiteren der anderen Verbrauchergruppe zugeordneten Steuerblocks.

Description

Beschreibung
Hydraulische Steueranordnunq
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steueranordnung zur Druckmittelversorgung zweier Verbrauchergruppen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Zur Druckmittelversorgung hydraulischer Verbraucher mobiler Arbeitsgeräte, wie beispielsweise Bagger, Traktoren, Baggerlader werden häufig LS-(Load Sensing) oder Drosselsysteme eingesetzt. Bei den so genannten LS-Systemen wird der Pumpendruck in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck der Verbraucher eingeregelt. Um den Druckmittelvolumenstrom zu jedem Verbraucher lastdruckunabhängig einstellen zu können, sind bei so genannten LS-Steuerblöcken jedem der Verbraucher eine verstellbare Messblende und ein Druckwaage zugeordnet, die den Druckmittelvolumenstrom lastdruckunabhängig konstant halten. Bei so genannten LUDV-Systemen - eine Untergruppe der LS-Systeme - ist die Druckwaage in Schließrichtung durch den höchsten Lastdruck aller Verbraucher und in Öffnungsrichtung vom Druck stromabwärts der Messblende beaufschlagt. Im Fall einer Untersättigung wird bei diesen LUDV-Systemen der zur Verfügung stehende Volumenstrom im Verhältnis der geöffneten Messblendenquerschnitte proportional aufgeteilt.
Bei LS-Systemen wird somit der Pumpenförderstrom den jeweiligen Erfordernissen an- gepasst. Im Gegensatz dazu fördert bei einem lastdruckabhängigen Drosselsystem die Pumpe stets die maximal mögliche oder konstante Fördermenge. Dabei kann die Pumpe als Konstant- oder Verstellpumpe ausgeführt sein. Bei diesen Drosselsteuerungen werden so genannte Open-Center-Steuerblöcke eingesetzt, wie sie beispielsweise im Datenblatt RD 64 266 oder RD 64 122 der Bosch Rexroth AG beschrieben sind. Diese Drosselsteuerblöcke haben eine Vielzahl von Wegeventilelementen, die in ihrer Grundposition den Pumpenvolumenstrom bei geringem Druckverlust über einen Umlaufkanal zurück zum Tank führen. Bei Verstellen eines Ventilschiebers eines Ventilelementes wird die Verbindung zum zugeordneten Verbraucher stetig aufgesteuert, während der Druckmittelvolumenstrom im Umlaufkanal angedrosselt wird, so dass der Pumpendruck auf dem Lastdruck des Verbrauchers ansteigt. Bei der Ansteuerung mehrerer Verbraucher über einen derartigen Drosselsteuerblock wird der Volumenstrom zu den einzelnen Verbrauchern in Abhängigkeit vom jeweiligen Lastdruck aufgeteilt, wobei das Druckmittel bevorzugt zu dem Verbraucher mit dem geringsten Lastdruck strömt. Bei der Ansteuerung mehrerer Verbraucher stellt sich dabei ein Pumpendruck ein, der in etwa dem höchsten Lastdruck der Verbraucher zuzüglich einer vorbestimmten Druckdifferenz entspricht. Dementsprechend muss der Pumpendruck zur Betätigung des lastniedrigsten Verbrauchers entsprechend abgedrosselt werden, so dass erhebliche Drosselverluste entstehen.
Wie bereits erwähnt, werden mobile Arbeitsgeräte, beispielsweise Baggerlader mit derartigen Steuerblöcken ausgeführt. Ein Baggerlader hat beispielsweise an seiner Front eine Ladeschaufel und an seinem Heck eine Baggerausrüstung, so dass der Baggerlader die Funktionen eines Radladers und die eines Baggers kombiniert. Die Ansteuerung der frontseitigen Anbaugeräte und der heckseitigen Anbaugeräte erfolgt üblicher Weise über jeweils einen Steuerblock, wobei aus Kostengründen häufig für die Baggerfunktion ein Drosselsteuerblock verwendet wird, der bei geringem Aufwand eine relativ feinfühlige Ansteuerung des Anbaugerätes ermöglicht, jedoch die genannten Drosselverluste aufweist.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass die heckseitigen hydraulischen Verbraucher und die frontseitigen hydraulischen Verbraucher häufig auf unterschiedlichem Lastdruckniveau betrieben werden, so dass bei einer gemeinsamen Pumpe eine Einstellung auf den höchsten Lastdruck erfolgt und die Lastdrücke zu den sonstigen Verbrauchern erheblich abgedrosselt werden müssen.
In der DE 43 22 127 B4 wird eine hydraulische Steueranordnung mit zwei Steuerblöcken offenbart, von denen einer als LS-Steuerblock und ein weiterer Steuerblock als Drosselsteuerblock mit einem Open-Center-Wegeventil ausgeführt ist. Sowohl der LS- Steuerblock als auch der Drosselsteuerblock werden von einer gemeinsamen Verstellpumpe mit Druckmittel versorgt, die in Abhängigkeit von dem höchsten Lastdruck beider Steuerblöcke angesteuert wird, so dass der Pumpendruck stets um eine vorbestimmte Druckdifferenz oberhalb des höchsten Lastdrucks des Systems liegt. In einer Grundpo- sition des Wegeventils des Drosselsteuerblocks ist eine von einer den Pumpendruck führenden Pumpenleitung abzweigende LS-Steuerleitung über das Open-Center des Wegeventils zum Tank hin entlastet, so dass durch Verstellen des Wegeventils der Steuerölvolumenstrom angedrosselt wird und entsprechend der an die Verstellpumpe gemeldete Steuerdruck ansteigt. Der maximale Steuerdruck am Drosselsteuerblock ist über ein Druckbegrenzungsventil begrenzt.
Diese Lösung weist im Prinzip die gleichen Nachteile auf, wie sie vorstehend erläutert wurden. Bei der Ansteuern ng unterschiedlicher Verbrauchergruppen mit unterschiedlichen Lastdruckniveaus muss die Verstellpumpe im Hinblick auf den höchsten Lastdruck eingeregelt sein und dieser hohe Lastdruck muss an dem Steuerblock mit niedrigeren Lastdruckniveau abgedrosselt werden - die Drosselverluste sind erheblich.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steueranordnung zu schaffen, mit der zwei Verbrauchergruppen mit unterschiedlichem Lastniveau bei verringerten Verlusten ansteuerbar sind.
Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Steueranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß hat die hydraulische Steueranordnung eine in Abhängigkeit von einem Lastdruck oder Steuerdruck verstellbare Verstellpumpe zur Druckmittelversorgung zweier Verbrauchergruppen, denen jeweils ein Steuerblock zugeordnet ist, wobei der in einem der Steuerblöcke abgegriffene Steuerdruck durch ein Druckbegrenzungsventil begrenzt ist. Erfindungsgemäß ist ein dem anderen Steuerblock zugeordnetes Druckbegrenzungsventil zum Begrenzen der Steuerdruckniveaus auf einem vom ersten Druckbegrenzungsventil unterschiedlichen Druck vorgesehen.
Durch geeignete Einstellung der Druckbegrenzungsventile kann der im jeweiligen Steuerblock anliegende Steuerdruck, der dem maximalen Lastdruck der vom Steuerblock angesteuerten Verbraucher entsprechen kann, auf unterschiedliche Niveaus begrenzt werden, so dass Drosselverluste im Steuerblock mit geringerem Steuerdruckniveau begrenzt sind. Aufgrund dieses niedrigeren Steuerdruckniveaus werden die Verluste gegenüber der herkömmlichen Lösung erheblich reduziert, da nur ein begrenzter Steuerölvolumenstrom über den Steuerblock strömt - damit einher geht auch eine Verbesserung des Ansprechverhaltens und der Steuerbarkeit, insbesondere bei mechanischer Betätigung. Durch die erfindungsgemäße Steueranordnung erfolgt somit praktisch eine Entkopplung der maximalen Steuerdrücke in beiden Steuerblöcken - dies ist beim Stand der Technik ohne Vorbild.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Steuerblöcke entweder gleichartig oder verschieden ausgeführt, wobei prinzipiell Drosselsteuerblöcke, LUDV-Steuerblöcke oder LS-Steuerblöcke einsetzbar sind.
Bei der Verwendung eines Drosselsteuerblocks ist dieser vorzugsweise im Open- Center-Bauweise ausgeführt, wobei die Steuerleitung in der Grundstellung im Umlauf zum Tank verbunden ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Steuerblöcke mit ihren Steuerleitungen in Reihe geschaltet, wobei der Lastdruck in dem zur Verstellpumpe in Strömungsrichtung benachbarte Steuerblock auf einen höheren Wert als der Lastdruck des anderen Steuerblocks begrenzt ist.
Bei einer derartigen Lösung sind die Steuerleitungen vorzugsweise über ein Rückschlagventil miteinander verbunden, das in Richtung zum stromabwärts gelegenen Steuerblock öffnet.
Bei einer alternativen Lösung sind die Steuerleitungen der Steuerblöcke parallel geschaltet.
Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die Steuerleitung in einem als Drosselsteuerblock ausgeführten Steuerblock über ein Stromregelventil von einer den Pumpendruck führenden Zulaufleitung abgegriffen wird. Vorteilhafter Weise ist der Steuerblock mit niedrigerem Steuerdruckniveau als Drosselsteuerblock ausgeführt und der Steuerdruck mit höherem Steuerdruckniveau als LUDV- oder LS-Steuerblock ausgeführt, wobei stromabwärts des genannten Stromregelventils ein LS-Schaltventil vorgesehen ist, das in Schließrichtung vom Steuerdruck im anderen Steuerblock mit höherem Steuerdruckniveau und in Öffnungsrichtung vom Steuerdruck im Drosselblock beaufschlagt ist. Mit einer derartigen Ausführung wird der Steuerölvo- lumenstrom durch den Drosselblock abgeschaltet, wenn der andere, primäre Steuerblock (LUDV, LS) auf einem höheren Steuerdruckniveau arbeitet.
Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn alle Ablaufleitungen in einer Tankleitung mit einem Vorspannventil münden, so dass ein Abströmen zum Tank hin nur bei einem oberhalb des Tankdrucks liegenden Druck erfolgt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung versorgt der Steuerblock mit höherem Steuerdruckniveau eine Lenkung über ein Prioritätsventil.
Bei einer derartigen Variante wird es bevorzugt, wenn das Stromregelventil zum Begrenzen des Steuerölvolumenstroms stromabwärts dieses Prioritätsventils angeordnet ist.
Die Verstellpumpe wird vorzugsweise in Abhängigkeit vom höheren der Last- /Steuerdrücke in der Lenkung, im primären Steuerblock (höheres Steuerdruckniveau) oder im sekundären Steuerblock (niedrigeres Steuerdruckniveau) angesteuert.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schema- tischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Schaltschema einer Steueranordnung eines Baggerladers mit zwei Drosselsteuerblöcken;
Figur 2 ein Schaltschema einer Verstellpumpe für eine Steueranordnung gemäß Figur 1 ; Figur 3 eine vergrößerte Teildarstellung einer Wegeventilsektion eines Steuerblocks aus Figur 1 ;
Figur 4 eine hydraulische Steueranordnung zur Druckmittelversorgung eines Baggerladers mit einem LUDV-Steuerblock und einem Drosselsteuerblock und
Figur 5 eine Teildarstellung des LUDV-Steuerblocks aus Figur 2.
Figur 1 zeigt ein Schaltschema einer hydraulischen Steueranordnung eines Baggerladers, der heckseitig ein Baggergerät und frontseitig eine Ladeschaufel hat. Zur An- steuerung dieser Ausrüstungen ist die Steueranordnung mit zwei Steuerblöcken 2, 4 ausgeführt, wobei letzterer dem heckseitigen Baggergerät und der Steuerblock 2 der fronseitigen Ladeschaufel zugeordnet ist. Über diesen Steuerblock 2 wird auch eine Lenkung 6 des Baggerladers mit Druckmittel versorgt. Die Steueranordnung hat des Weiteren eine in Figur 1 lediglich schematisch dargestellte Verstellpumpe 10, die in Abhängigkeit von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher so eingestellt wird, dass der Pumpendruck um eine vorbestimmte Druckdifferenz oberhalb dieses höchsten Lastdrucks liegt.
Der Grundaufbau einer derartigen Verstellpumpe 10 ist an sich aus der DE 199 30 618 A1 bekannt und wird anhand Figur 2 erläutert. Die Verstellpumpe 10 kann beispielsweise als Axialkolbenpumpe ausgeführt sein, die Druckmittel aus einem Tank 11 ansaugt und in eine Pumpenleitung 12 fördert. Eine durch einen Doppelpfeil in Figur 2 angedeutete Schrägscheibe 13 kann in Zusammenspiel zweier Stellzylinder 14, 15 verschwenkt werden. Beide Stellzylinder sind Differentialzylinder, die einen Kolben 16, 17 und jeweils eine Kolbenstange 18 haben, mit der sie an der Schrägscheibe 13 angreifen. Vom Druck beaufschlagt wird jeweils nur der kolbenstangeabseitige Druckraum der Stellzylinder 14, 15. Die Kolbenfläche des Kolbens 17 des Stellzylinders 15 ist kleiner als die Kolbenfläche des Kolbens 16 des anderen Stellzylinders. Ein Ausfahren der Kolbenstange 18 des Stellzylinders 14 bewirkt eine Verkleinerung und ein Ausfahren der Kolbenstange 18 des Stellzylinders 15 eine Vergrößerung des Schwenkwinkels der Schrägscheibe und damit des Fördervolumens der Verstellpumpe 0. Zusätzlich zu dem Druck im Stellzylinder 15 übt eine Feder 19 auf die Schrägscheibe 13 eine Kraft in Richtung einer Vergrößerung des Schwenkwinkels aus.
Der Druckraum des Stellzylinders 15 ist ständig mit der Zulaufleitung 12 verbunden. Der Zufluss und Abfluss von Druckmittel zum und vom Druckraum des Stellzylinders 14 wird von einer Pumpenregeleinheit 25 gesteuert, die auf die Verstell pumpe 10 aufgebaut ist und die einen Anschluss LS aufweist, an den eine Lastmeldeleitung 26 angeschlossen ist. Die Pumpenregeleinheit 25 hat ein LS-Pumpenregelventil 27 und ein Druckregelventil 28, das auf einen über den üblicher Weise auftretenden Lastdrücken liegenden Druck eingestellt ist. Das Druckregelventil 28 hat einen ersten Anschluss, der über eine Entlastungsleitung 29 mit dem Tank 11 verbindbar ist. Ein zweiter Anschluss des Druckregelventils 28 liegt an der Pumpenleitung 2. Ein dritter Anschluss, der mit dem ersten oder dem zweiten Anschluss verbindbar ist, ist mit dem Druckraum des Stellzylinders 14 verbunden. Ein Anschluss des LS-Pumpenregelventils 27 liegt an der Entlastungsleitung 29, ein zweiter Anschluss an der Zulaufleitung 12. Ein dritter Anschluss des Pumpenregelventils 27 ist mit dessen ersten oder zweiten Anschluss verbindbar und dauernd mit dem ersten Anschluss des Druckregelventils 28 verbunden. Ein Schieber des Druckregelventils 28 wird von einer Druckfeder 30 im Sinne einer Vergrößerung des Schwenkwinkels und vom Zulaufdruck im Sinne einer Verkleinerung des Schwenkwinkels der Verstellpumpe 10 beaufschlagt. Ein Schieber des LS-Pumpenregelventils 27 wird im Sinne einer Vergrößerung des Schwenkwinkels der Verstellpumpe 10 von einer Druckfeder 31 und vom in der Lastmeldeleitung 26 herrschenden Druck und im Sinne einer Verkleinerung des Schwenkwinkels vom Zulaufdruck beaufschlagt. Am Schieber des Pumpenregelventils 27 herrscht ein Kräftegleichgewicht, wenn dem Zulaufdruck und dem Druck in der Lastmeldeleitung 26 eine Differenz besteht, die der Kraft der Feder 31 entspricht. Üblicher Weise liegt diese Differenz zwischen 10 und 20 bar. Gleichgewicht am Ventil 28 herrscht, wenn der Zulaufdruck eine Kraft erzeugt, die der Kraft der Feder 30 entspricht. Üblicher Weise liegt bei einem Gleichgewicht der Zulaufdruck im Bereich von 350 bar.
Die beiden Steuerblöcke 2, 4 sind jeweils als Drosselsteuerblöcke ausgeführt. Über den Steuerblock 2 werden neben der Lenkung 6 ein Hubzylinder 32 und ein Schaufelzylinder 34 der frontseitigen Ladeschaufel betätigt. Über den weiteren Steuerblock 4 wird die frontseitige Ausrüstung mit zwei parallel geschalteten Schwenkzylindern 36, einem Auslegerzylinder 38, einem Löffelstielzylinder 40 und einem Löffelzylinder 42 angesteuert.
Der als Drosselsteuerblock ausgeführte Steuerblock 2 besteht im Wesentlichen aus einer Eingangssektion 44 und zwei im Wesentlichen identisch aufgebauten Wegeventilsektionen 46, 48 und einer Ausgangssektion 50. An diesem Steuerblock 2 sind ein Tankanschluss T, ein mit der Pumpenleitung 12 verbundener Druckanschluss P, ein den Lastdruck der Lenkung 6 führender Lastmeldeanschluss DLS, ein mit der Lastmeldeleitung 26 verbundener LS-Anschluss, ein mit der Lenkung 6 verbundener Arbeitsan- schluss D, zwei mit dem Hubzylinder 32 verbundene Arbeitsanschlüssen LA1 , LB1 , zwei mit den Schaufelzylindern 34 verbundene Arbeitsanschlüsse LA2, LB2 sowie ein weiterer LS-Anschluss vorgesehen.
Der Tankanschluss T ist über einen Tankkanal 52 mit dem Tank 11 verbunden. In der Tankleitung 52 ist ein Vorspannventil 54 vorgesehen, das die Druckmittelverbindung zum Tank 11 öffnet, wenn der in der Tankleitung 52 anliegende Druck größer als das Äquivalent einer Schließfeder des Vorspannventils 54 ist.
Der dem heckseitigen Baggergerät zugeordnete Steuerblock 4 hat vier Wegeventilsektionen 56, 58, 60, 62, deren Aufbau den Wegeventilsektionen 46, 48 des Steuerblocks 2 entspricht. Des Weiteren ist der Steuerblock 4 mit einer Eingangssektion 64 und einer Ausgangssektion 66 ausgeführt. An der Eingangssektion 64 sind ein mit der Pumpenleitung 12 verbundener Druckanschluss P, ein mit dem LS-Anschluss des Steuerblocks 2 verbundener weiterer LS-Anschluss sowie ein mit dem Tankkanal 52 verbundener Tankanschluss T ausgebildet.
Die beiden Steuerblöcke 2, 4 sind somit im Hinblick auf eine Druckmittelversorgung über die Pumpenleitung 12 parallel geschaltet, während sie im Hinblick auf eine den Lastdruck oder einen entsprechenden Druck führenden Steuerleitung jedoch über die beiden Anschlüsse LS-LS in Reihe geschaltet sind. Dies wird anhand der folgenden Abbildungen weiter verdeutlicht. Figur 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Eingangssektion 44 und der Wegeventilsektion 46. Wie bereits erwähnt, mündet die Pumpenleitung 12 im Druckanschluss P der Eingangssektion 54 und ist mit dem Eingang eines Prioritätsventils 68 verbunden. Dieses ist über eine Feder und den an der Lenkung 6 anliegenden Lastdruck, der vom Anschluss DLS abgegriffen wird, in eine Grundposition vorgespannt, in der die Pumpenleitung 12 über einen Lenkkanal 70 mit dem Arbeitsanschluss D verbunden ist, an den die Lenkung 6 angeschlossen ist. In Gegenrichtung wirkt auf einen Schieber des Prioritätsventils 68 der Druck im Lenkkanal 70, so dass bei steigendem Druck in diesem Lenkkanal 70 das Prioritätsventil 68 in eine Stellung verschoben wird, in der eine Druckmittelverbindung zu einem Zulaufkanal 72 aufgesteuert wird. In dem Fall, in dem die Lenkung 6 keinen Druckmittelbedarf hat, wird das Prioritätsventil 68 durch den Druck im Lenkkanal 70 so verstellt, dass die Druckmittelverbindung zum Lenkkanal 70 vollständig zugesteuert wird, so dass das Druckmittel über das Prioritätsventil 68 in den Zulaufkanal 72 strömt.
Von dem Zulaufkanal 72 zweigt eine Steuerleitung 74 ab, in der ein Stromregelventil 76 vorgesehen ist, über das ein Steuerölvolumenstrom vom Zulaufkanal 72 abgezweigt wird. Der Druck stromabwärts des Stromregelventils 76 wird über ein Druckbegrenzungsventil 78 auf ein vorbestimmtes Steuerdruckniveau begrenzt. Der Ausgang des Druckbegrenzungsventils 78 mündet in einem Ablaufkanal 72, der an den Tankan- schluss T der Eingangssektion 44 angeschlossen ist und somit mit der Tankleitung 52 verbunden ist.
Der Druck stromabwärts des Stromregelventils 76 wird an den Eingang eines Wechselventils 80 gemeldet. Dessen anderer Eingangsanschluss ist mit dem Druck am Anschluss DLS beaufschlagt, so dass der höhere dieser Drücke über den LS-Anschluss in die LS-Leitung 26 gemeldet wird und die Verstellpumpe 10 in Abhängigkeit von diesem Druck verstellt wird.
Die Wegeventilsektion 46 hat ein Open-Center-Wegeventil 82, das - wie dargestellt - von Hand oder auch hydraulisch bzw. elektrohydraulisch verstellbar ist. Der Grundaufbau des Wegeventils 82 ist in den eingangs genannten Datenblättern RD 64 266 oder RD 64 122 beschrieben, so dass hinsichtlich von Details auf die diesbezüglichen Aus- führungen verwiesen wird und hier nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauelemente erläutert werden.
Das OC-Wegeventil 82 hat einen mit dem Zulaufkanal 72 verbundenen Druckanschluss P, einen mit dem Ablaufkanal 84 verbundenen Tankanschluss T, einen mit der Steuerleitung 74 verbundenen Steueranschluss D, zwei Ausgangsanschlüsse A, B, die mit den Arbeitsanschlüssen LA1 , LB1 verbunden sind, sowie einen Steuerausgang D\ der in einem weiteren Abschnitt der Steuerleitung 74 mündet, die gemäß Figur 1 beide Steuerblöcke 2, 4 durchsetzt. Der Übersichtlichkeit halber wird darauf verzichtet, die einzelnen Abschnitte der Steuerleitung 74 stromaufwärts und stromabwärts der einzelnen Ventile mit gesonderten Bezugszeichen zu versehen.
In der dargestellten federvorgespannten Grundposition sind die Anschlüsse P, T, A, B des OC-Wegeventils 82 abgesperrt, die Steuerölanschlüsse D, D' sind jedoch mit einander verbunden, so dass das Steueröl das Wegeventil 82 im Wesentlichen drucklos durchströmen kann. Die beiden Arbeitsanschlüsse A, B des OC-Wegeventils 82 sind über Arbeitskanäle 86, 88 mit den Arbeitsanschlüssen LA1 , LB1 verbunden. Diese Arbeitskanäle 86, 88 wirken je nach Verstellung des OC-Wegeventils 82 als Vorlauf- bzw. Rücklaufleitung.
In jedem der Arbeitskanäle 86, 88 ist jeweils ein kombiniertes Nachsaug- /Druckbegrenzungsventil 90, 92 vorgesehen, über das zum einen der Druck in den Arbeitsleitungen 88, 86 begrenzt ist und zum anderen im Fall einer ziehenden Last Druckmittel aus dem Tank 11 in den sich vergrößernden Druckraum nachgesaugt werden kann.
Bei einer Verstellung des Wegeventils 82 in eine der beiden in Figur 3 dargestellten Richtungen wird diese Steuerölverbindung zugesteuert und entsprechend der Steueröl- volumenstrom angedrosselt und die Druckmittelverbindung vom Druckanschluss P zu einem der Arbeitsanschlüsse A, B aufgesteuert und in entsprechender Weise der Ablauf von dem sich verkleinernden Druckraum über den anderen der beiden Arbeitsanschlüsse A, B zum Tankanschluss T des OC-Wegeventils 82 aufgesteuert. Ein derartiges OC-Wegeventil 82 erlaubt eine sehr exakte Ansteuerung der angeschlossenen hydraulischen Verbraucher, wobei der Aufbau sehr einfach ist - nachteilig ist jedoch, dass der Steuerölvolumenstrom angedrosselt werden muss, um den jeweiligen hydraulischen Verbraucher ansteuern zu können.
Die anderen Wegeventilssektionen 56, 58, 60, 62 der Steuerblöcke 2, 4 haben den gleichen Aufbau wie die anhand von Figur 3 beschriebenen Wegeventilsektion 46, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind.
Gemäß Figur 1 ist die Steuerleitung 74 an den LS-Anschluss der Eingangssektion 64 des Steuerblocks 4 angeschlossen, so dass sich diese Steuerleitung 74 auch im Steuerblock 4 fortsetzt. In der Ausgangssektion 66 des Steuerblocks 4 ist eine Umlenkung 94 vorgesehen, über die die Steuerleitung 74 mit einer allen Sektionen 64, 56, 58, 60, 62 gemeinsamen Ablaufleitung 96 verbunden sind, die über den Tankanschluss T der Eingangssektion 64 mit der Tankleitung 52 verbunden ist. Die Pumpenleitung 12 ist an den Druckanschluss P der Eingangssektion 64 angeschlossen und mündet in einer allen Sektionen des Steuerblocks 4 gemeinsamen Zulaufleitung 98. Innerhalb der Eingangssektion 64 ist in der Steuerleitung 74 ein Rückschlagventil 100 angeordnet, das eine Steuerölströmung zu den Wegeventilsektionen 56, 58, 60, 62 zulässt und in Gegenrichtung sperrt. Das Rückschlagventil 100 lässt eine Steuerölströmung zum Steuerblock 4 zu, wenn der Steuerdruck/Lastdruck im Bereich des Steuerblocks 2 größer ist als im Steuerblock 4.
Der Druck stromabwärts des Rückschlagventils 100 wird über ein weiteres Druckbegrenzungsventil 102 auf ein Druckniveau begrenzt, das unterhalb des über das Druckbegrenzungsventil 78 begrenzten Druckniveaus liegt. In der dargestellten Grundposition der OC-Wegeventile 82 der Wegeventilsektionen 46, 48, 56, 58, 60, 62 strömt das Steueröl durch alle OC-Wegeventile 82 hindurch nahezu drucklos in Umlauf zum Tank 11.
Durch das Begrenzen des Druckniveaus über das Druckbegrenzungsventil 102 in der Eingangssektion 64 wird der Steuerölvolumenstrom über die Umlaufkanten der Wegeventile 82 des Steuerblocks 4 begrenzt und somit die Drosselverluste verringert. D.h. über die beiden Druckbegrenzungsventile 78, 102 wird das Lastdruckniveau jedes Steuerblocks 2, 4 auf ein im Hinblick auf die Minimierung der Steueröldrosselverluste optimales Niveau begrenzt, wobei das Druckniveau im Steuerblock 4 unterhalb demjenigen des Steuerblocks 2 liegt.
Der je nach Ansteuerung der Verbraucher 32, 34 , 36, 38, 40, 42 sich in der Steuerleitung 74 einstellende Steuer-/Lastdruck wird dann mit dem Lastdruck der Lenkung 6 verglichen und der jeweils größere Lastdruck in die Lastmeldeleitung 26 gemeldet, so dass der Pumpendruck dann um die vorbestimmte Druckdifferenz über diesen höchsten Lastdruck eingeregelt wird.
Die beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 verwendeten OC-Wegeventile 82 ermöglichen mit minimalem Aufwand eine sehr feinfühlige Ansteuerung der einzelnen hydraulischen Verbraucher - es sind jedoch nach wie vor Drosselverluste vorhanden. Um diese weiter zu minimieren, kann anstelle eines oder der Drosselsteuerblöcke 2, 4 auch ein anderer Steuerblock, beispielsweise ein LUDV-Steuerblock verwendet werden. Ein derartiges Ausführungsbeispiel wird anhand Figur 4 erläutert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Ansteuerung der hydraulischen Verbraucher des Baggergerätes ebenfalls wieder über einen Drosselsteuerblock 4, der sich lediglich im Aufbau der Eingangssektion 64 vom Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 unterscheidet, so dass im Folgenden nur die Unterschiede erläutert werden. Der der Ladeschaufel zugeordnete Steuerblock ist als LUDV-Steuerblock 2' mit einer Eingangssektion 104 und zwei identisch aufgebauten LUDV-Sektionen 106, 108 sowie einer Abschlussplatte 110 ausgeführt. Die Verstellpumpe 10 hat den gleichen Aufbau wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Der Aufbau des LUDV-Steuerblocks 2' wird anhand Figur 5 erläutert. Die Versorgung der Lenkung 6 erfolgt in gleicher Weise wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel über ein Prioritätsventil 68, das im Sinne einer Druckmittelversorgung der Lenkung 6 von dem am Anschluss DLS anliegenden Lastdruck der Lenkung und im Sinne einer Druckmittelversorgung der LUDV-Sektionen 106, 108 durch den Druck stromabwärts des Prioritätsventils 68, d.h. mit dem Druck im Lenkkanal 70 beaufschlagt ist. An einen zweiten Ausgangsanschluss des Prioritätsventils 68 ist wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der Zulaufkanal 72 angeschlossen, über den das Druckmittel zu den LUDV-Sektionen 106, 108 strömt.
Die LUDV-Sektion 106 hat einen Aufbau wie er in der eingangs genannten DE 199 30 618 A1 oder im Datenblatt RD 64 122 der Bosch Rexroth AG beschrieben ist. Eine derartige LUDV-Sektion 106 hat ein stetig verstellbares LUDV-Wegeventil 112, das einen durch eine Zumessblende 114 gebildeten Geschwindigkeitsteil und einen Richtungsteil 116 aufweist, über den die Druckmittelströmungsrichtung zum und vom zugeordneten Verbraucher, hier dem Hubzylinder 32 bestimmt ist.
Ein Druckanschluss P des Wegeventils 112 ist an den Zulaufkanal 72 angeschlossen. Ein Ablaufanschluss T steht in Druckmittelverbindung mit dem an den Tankanschluss T angeschlossenen Ablaufkanal 84, zwei Ausgangsanschlüsse A, B sind über die Arbeitskanäle 86, 88 mit den beiden Arbeitsanschlüssen LA1 , LB1 verbunden, ein Druck- waagenanschluss C ist mit dem Eingang einer LUDV-Druckwaage 118 verbunden, die in Schließrichtung vom Druck in einer Lastmeldeleitung 120 und in Richtung einer Vergrößerung eines Drosselquerschnitts vom Druck am Druckwaagenanschluss C, d.h. vom Druck stromabwärts der Zumessblende 114 beaufschlagt ist. Bei vollständig aufgesteuerter LUDV-Druckwaage wird der Druck stromabwärts der Zumessblende 14 in die Lastmeldeleitung 120 gemeldet.
Über diese LUDV-Druckwaage 118 wird der Druckabfall über der Zumessblende 114 lastdruckunabhängig konstant gehalten und der am Eingang der LUDV-Druckwaage 118 anliegende maximale Lastdruck auf den individuellen Lastdruck abgedrosselt. Das auf den individuellen Lastdruck abgedrosselte Druckmittel strömt dann vom Ausgang der Druckwaage 118 über einen Anschluss P' des LUDV-Wegeventils 112 und den Richtungsteil 116 und den entsprechenden Arbeitskanal 86, 88 in den sich vergrößernden Druckraum des Hubzylinders 32 und aus dem sich verkleinernden Druckraum über die entsprechende Arbeitsleitung 88, 86, den Richtungsteil 116 und den Ablaufkanal 84 zum Tank 11 ab. In den Arbeitskanälen 86, 88 ist - wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel - jeweils ein kombiniertes Nachsaug-/Druckbegrenzungsventil 90, 92 angeordnet. Die Lastmeldeleitung 120 ist mit dem LS-Anschluss der Eingangssektion 104 verbunden und über ein weiteres Rückschlagventil 122 mit dem den Lenkungslastdruck führenden Anschluss DLS verbunden. In dem Fall, in dem der Lastdruck der Lenkung 6 größer als der Lastdruck in der Lastmeldeleitung 120 ist, öffnet das Rückschlagventil 122, so dass dann der Lenkungslastdruck in die LS-Leitung 26 gemeldet wird. Bei geschlossenem Rückschlagventil 122 liegt der Druck in der Lastmeldeleitung 120 auch an der LS-Leitung 26 an. Der Druck in der Lastmeldeleitung 120 wird wiederum über ein Druckbegrenzungsventil 78 auf ein Druckniveau begrenzt, das oberhalb des Druckniveaus des Drosselsteuerblocks 4 liegt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ist parallel zum Druckbegrenzungsventil 78 ein kleines Stromregelventil 124 vorgesehen, über das ein stetiger Steuerölvolumenstrom zum Ablaufkanal 84 ermöglicht ist.
Die Druckmittelversorgung des Drosselsteuerblocks 4 erfolgt, wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel über die Pumpenleitung 12, die an den Anschluss P der Eingangssektion 64 angeschlossen ist. Der Lastdruck in der LS-Leitung 26 liegt auch am Anschluss LS der Eingangssektion 64 an. Der Ablaufanschluss T der Eingangssektion 64 steht in Druckmittelverbindung mit dem Tankkanal 52.
Innerhalb des Drosselsteuerblocks 4 ist an den Druckanschluss P eine Zulaufleitung 98 zur Druckmittelversorgung der Wegeventilsektionen 56, 58, 60, 62 angeschlossen. Der Ablaufanschluss T liegt an der Ablaufleitung 96, die über die Umlenkung 94 der Ausgangssektion 64 mit der den Steuerblock 4 durchsetzenden Steuerleitung 74 verbunden ist. Diese ist über ein Schaltventil 124 und ein Stromregelventil 126 mit der Zulaufleitung 98 verbind bar.
Wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel kann über das Stromregelventil 126 der Steuerölvolumenstrom in der Steuerleitung 74 eingestellt werden. Das Schaltventil 124 ist in Schließstellung von dem Lastdruck in der LS-Leitung 26 beaufschlagt und in Öffnungsrichtung vom Druck in der Steuerleitung 74 sowie der Kraft einer vergleichsweise schwachen Feder.
Eine Steuerölversorgung der Steuerleitung 74 erfolgt dementsprechend nur dann, wenn der Lastdruck um das Druckäquivalent dieser Feder größer ist als der Steuerdruck in der Steuerleitung 74 ist, der sich beim Androsseln der Querschnitte der jeweiligen OC- Wegeventile 82 einstellt.
Gemäß Figur 4 ist die Steuerleitung 74 über ein Rückschlagventil 128 mit der LS-Lei- tung 26 verbindbar, wobei dieses Rückschlagventil 128 in Richtung zur LS-Leitung 26 öffnet, wenn der Druck in der Steuerleitung 74 größer als der Lastdruck in der LS-Leitung 26 ist. D.h. in diesem Fall wird in die LS-Leitung 26 der höhere Steuerdruck im Drosselsteuerblock 4 an die Pumpenregeleinheit 25 gemeldet und die Pumpe entsprechend dieses höheren Steuerdrucks verstellt.
Der Druck in der Steuerleitung 74 wird wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel durch das Druckbegrenzungsventil 102 auf ein niedrigeres Druckniveau als im LUDV-Steuerblock 2' begrenzt. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 , so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind.
Offenbart ist eine hydraulische Steueranordnung zur Druckmittelversorgung zweier Verbrauchergruppen über eine gemeinsame Verstellpumpe. Erfindungsgemäß ist das Druckniveau eines einer Verbrauchergruppe zugeordneten Steuerblocks auf ein anderes Druckniveau eingestellt als dasjenige eines weiteren, der anderen
Verbrauchergruppe zugeordneten Steuerblocks.

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulische Steueranordnung mit einer in Abhängigkeit von einem Steuerdruck verstellbaren Verstellpumpe (10) zur Druckmittelversorgung zweier Verbrauchergruppen (6, 32, 34; 36, 38, 40, 42), denen jeweils ein Steuerblock (2, 4) zugeordnet ist, wobei das Steuerdruckniveau in einem der Steuerblöcke (2) durch ein Druckbegrenzungsventil (78) begrenzt ist, gekennzeichnet durch ein dem anderen Steuerblock (4) zugeordnetes Druckbegrenzungsventil (102) zum Begrenzen des Steuerdruckniveaus auf einem vom ersten Druckbegrenzungsventil (78) unterschiedlichen Wert.
2. Steueranordnung nach Patentanspruch 1 , wobei die Steuerblöcke (2, 4) eine beliebige Paarung gleichartiger oder verschiedener Steuerblöcke aus der Gruppe der Drosselsteuerblöcke, LUDV-Steuerblöcke und LS-Steuerblöcke ist.
3. Steueranordnung nach Patentanspruch 2, wobei der Drosselsteuerblock (2, 4) in Open-Center-Bauweise ausgeführt ist, wobei eine Steuerleitung (74) in einer Grundposition mit einem Tank (11 ) verbunden ist.
4. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Steuerblöcke (2, 4) mit ihren Steuerleitungen (74) in Reihe geschaltet sind, wobei der Steuerdruck in dem zur Verstellpumpe (10) in Strömungsrichtung benachbarten Steuerblock (2) auf einen höheren Wert als der Steuerdruck des anderen Steuerblocks (4) begrenzt ist.
5. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Steuerleitungen (74) der Steuerblöcke (2, 4) über ein Rückschlagventil (100) mit einander verbunden sind.
6. Steueranordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerblöcke (2, 4) mit ihren Steuerleitungen (74, 120) parallel geschaltet sind.
7. Steueranordnung nach Patentanspruch 2 und 6, wobei der Steuerölvolumen- strom in der Steuerleitung (74) in einem als Drosselsteuerblock ausgeführten Steuer- block (4) über ein Stromregelventil (76, 126) von einer den Pumpendruck führenden Zulaufleitung (98) abgegriffen ist.
8. Steueranordnung nach Patentanspruch 7, wobei der Drosselsteuerblock (4) auf ein niedrigeres Steuerdruckniveau und der auf ein höheres Steuerdruckniveau begrenzte Steuerblock als LUDV- oder LS-Steuerblock ausgeführt ist, wobei stromabwärts des Stromregelventils (126) ein Schaltventil (124) vorgesehen ist, das in Schließrichtung vom Steuerdruck im Steuerblock (2') mit höherem Steuerdruckniveau und in Öffnungsrichtung vom Steuerdruck im Steuerblock (4) mit niedrigerem Steuerdruckniveau beaufschlagt ist.
9. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Steuerblock (2) mit höherem Steuerdruckniveau eine Lenkung (6) über ein Prioritätsventil (68) versorgt.
10. Steueranordnung nach Patentanspruch 10 und 7 oder einem der auf diesen bezogenen Ansprüche, wobei das Stromregelventil (76) stromabwärts des Prioritätsventils (68) angeordnet ist.
11. Steueranordnung nach Patentanspruch 9 oder 10, wobei die Verstellpumpe (11 ) in Abhängigkeit vom höheren der Steuer-/Lastdrücke der Lenkung (6), des ersten Steuerblocks (2) oder des zweiten Steuerblocks (4) angesteuert ist.
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