WO2014056592A1 - Open-center-ventilblock mit zwei pumpenanschlüssen und zugeordneten hilfsschiebern an den hauptschiebern - Google Patents

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WO2014056592A1
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slide
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Edwin Heemskerk
Wolfgang Hupp
Enrico Riegel
Waldemar Foth
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Robert Bosch Gmbh
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    • F15B2211/8606—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being a shock

Definitions

  • the invention relates to a valve block according to the preamble of claim 1, which is particularly intended for use in a hydraulic excavator.
  • valve block which is intended for use in a hydraulic excavator.
  • the valve block comprises a housing in which for each consumer or each axis of movement of the hydraulic excavator a
  • Main slider is taken linearly movable in a transverse direction.
  • the main slide with respect to a longitudinal direction which is perpendicular to the transverse direction, arranged side by side.
  • a first and a separate second pump channel are provided, each extending substantially over the entire length of the housing.
  • the first and the second pump channel are connected via an associated first and second pump port to an associated first and second pump having an adjustable displacement volume.
  • Each main spool forms with the housing a first and a second main panel, each connected to an associated working port.
  • Hydraulic fluid controlled In this case, the first and the second main panel are each assigned opposite directions of movement of the consumer.
  • Some main pushers are associated with a first and a second linearly movable auxiliary slide.
  • the first auxiliary slider defines an adjustable first auxiliary panel, via the first pump channel is connected in parallel with the first and second main panels.
  • the second auxiliary slider defines an adjustable second auxiliary orifice, via which the second pump channel is connected in parallel with the first and the second main panel. It can be determined via the first and the second auxiliary diaphragm which of the two pumps supplies the associated consumer with pressurized fluid, in particular hydraulic oil. By adjusting the cross-sectional area of the first and second auxiliary orifice, it can be determined which amount of fluid is conveyed by the first or the second pump to the relevant axis.
  • the first and the second auxiliary diaphragm are preferably part of a
  • Proportional valve as it is known for example from US 4,779,836 A I, so that a control of the volume flow can take place.
  • this object is achieved in that all main spool are surrounded by a first and a second annular groove in the housing to form an adjustable third main aperture, which connects the first with the second annular groove, wherein the first annular groove of a first main spool with the first pump port is connected, wherein the first annular groove of a second main spool is connected to the second pump port, wherein the second annular groove of a third and a fourth main spool are connected to a tank port on the housing, wherein, moreover, the first annular groove of a main spool with the second annular groove an adjacent main slide is connected, wherein the third main aperture decreases when either the first or the second main aperture is increased at the same main spool.
  • the flow rate of the pumps is reduced as it flows through the first and second annular grooves to save energy. Due to the rigid mechanical connection between the first and second
  • Main shutter and the third main panel is a time delay between the opening and closing of said panels excluded.
  • the third main diaphragm is preferably formed by the series connection of two separate diaphragms, one of these diaphragms being reduced when the first or the second main diaphragm is enlarged.
  • the main spools are preferably formed in one piece.
  • the first and second main spools may be disposed immediately adjacent to each other, with the third and fourth main spools having only a single immediately adjacent main spool.
  • the housing can be formed with many identical secondary bodies. If the first and second main spools are not directly adjacent, additional main spools must be connected to the tank port to allow the pressure fluid to drain into the tank.
  • the third and fourth main pushers then have a single immediately adjacent main pusher when located at the two ends of the series of side-by-side main pushers.
  • Allen main slides may be associated with a substantially U-shaped channel in the housing having a first and a second leg and a base, wherein the first auxiliary slider at the free end of the first leg and the second auxiliary slider is connected to the free end of the second leg.
  • the U-shaped channel Through the U-shaped channel, the parallel connection between the first and second main aperture and the first and second auxiliary aperture is established.
  • the arrangement of the auxiliary slide at the free ends of the legs makes it possible to arrange the auxiliary slide on opposite sides of the housing, so that they can be mounted easily and space-saving.
  • the auxiliary slides are preferably movable in the transverse direction.
  • the first main panel can be in the middle of the first leg and the second
  • Main panel in the middle of the second leg to be connected to the U-shaped channel to the parallel connection to the first and second
  • the base of the U-shaped channel is preferably arranged next to the associated main slide and extends in the transverse direction in order to save installation space.
  • the main panel is then connected in the middle of the leg when it is located at least 20% of the length of the leg concerned away from its two ends.
  • the first and second annular grooves may be disposed between the first and second legs of the U-shaped channel.
  • the first and second pump channels may be disposed between the first and second legs adjacent the main slides.
  • Such a valve block is particularly space-saving in the transverse direction. Preferably, it is thought that
  • a side channel may branch off transversely, wherein the first and the second pump channel are arranged on both sides next to the side channel.
  • This valve block is also particularly space-saving in the transverse direction.
  • a first and a second tank channel may be provided in the housing, each extending in the longitudinal direction substantially over the entire length of the housing, wherein they are connected to the tank connection, wherein the first and the second tank channel with respect to the transverse direction on opposite sides next the U-shaped channel are arranged, each main slide with the housing forms a fourth and a fifth adjustable main panel, wherein the fourth
  • Main panel connects the first tank channel with the working port, which is associated with the first main panel, wherein the fifth main panel connects the second tank channel with the working port, which is associated with the second main panel.
  • the pressure fluid flowing back from the hydraulic consumers at the working connections should be led into the tank.
  • the fourth and the fifth main orifice the back-flowing pressure fluid is throttled so that no cavitation occurs when pulling loads on the pressure side.
  • the proposed arrangement of the tank lines results in a particularly space-saving in the transverse direction valve block, the housing can be easily produced by casting.
  • the third and the fourth are thought of Main slide to connect via the first and the second tank channel with the tank connection.
  • the housing may comprise a one-piece base body and at least two identical integral body parts abutting against each other at planar contact surfaces which are oriented perpendicular to the longitudinal direction, wherein a single main slider is received in each auxiliary body, wherein a first and a second auxiliary slider are installed in each secondary body can be.
  • Such valve blocks in disc design are basically known. In excavator controls yet one-piece housings are used because the different axes are constructed very differently. In the valve block according to the invention, the different requirements of the individual consumers can be met simply by the fact that either the auxiliary slides are used or not. If not, a blind plug is installed in the mounting hole for the auxiliary slides, which either permanently blocks the fluid flow or releases it permanently.
  • the vast majority of the excavator axles can be realized in the form of a secondary body, which is small and therefore can be produced inexpensively in the casting process.
  • the main body is preferably provided with only two or three main slides, so that even this can be made small and inexpensive to produce in the casting process.
  • a cast housing after casting must be cooled more slowly, the larger its volume. It is desirable that the temperature of the casting during cooling over the entire volume of the cast body is substantially constant, so that a voids formation is avoided. The costs of the casting process are the lower, the faster the casting can be cooled.
  • the first and the second main spool may be arranged in the base body, wherein the first and the second pump channel between the first and the second main spool are connected to the respectively associated first or second pump port.
  • the base body must be formed differently from the secondary bodies anyway, so that there the connections of the first and the second
  • Main slide and the pump channels to the ⁇ pump connections easily realized can be.
  • the lateral contact surfaces on the body can be identical to those formed on the secondary bodies, so that the secondary body can be easily grown on the body.
  • a first and a second linearly movable pump slide are received, wherein the first annular groove of the first main spool via the first pump spool to the first pump port is connected, wherein the first annular groove of the second main spool via the second pump spool with the second Pump connection is connected.
  • the first and second pump spools respectively define a first and a second adjustable pump orifice over which said connection is made.
  • the pressure fluid required by both pumps can no longer flow away into the tank via the first and second annular grooves, and a pressure builds up in both pump channels.
  • the desired behavior with regard to the pressure build-up can be adjusted.
  • the orifice on the pump slide is reopened a little, so that when the present main slide closes, the pressure fluid coming from the pump flows through the first and second annular grooves into the pump Tank can drain.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a valve block according to the invention in the region of
  • Basic body of the housing 2 is a circuit diagram of the valve block in the region of the secondary body of the housing, which are mounted on the left in FIG. 1 on the main body.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of the valve block in the region of the secondary body of the housing, which are mounted on the right in FIG. 1 to the main body; and a rough schematic cross section of the valve block according to a first embodiment, wherein the sectional plane through the center axis of a main slide.
  • Fig. 5 is a rough schematic cross section of the valve block according to a
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of a valve block 10 in the region of the main body 21 of the housing 20.
  • the main body 21 is integrally made of cast iron in one
  • Casting process made with lost cores. It has two opposite, planar contact surfaces 23, to which the with reference to FIGS. 2 and 3
  • Touch surfaces 23 are aligned perpendicular to a longitudinal direction 12.
  • the main body 21 has a first and a second pump connection 25; 26 and a tank connection 7. To the pump ports 25; 26, a first and a second pump 16; 17 connected, each one adjustable
  • Tank connection 27 flows back into the tank 18.
  • the displacement volume of the pumps 16; 17 can be adjusted hydraulically or electrically, preferably the control method "Positive Control" is used. In this case, the displacement volume is increased, for example, proportionally to the control signal of that main slide 40, the most open is. If a plurality of main spool 40 are open at the same time, but also the position of the less widely opened main spool 40 can be taken into account in the adjustment of the displacement volume.
  • the reference numeral 40 is also the main slide with the reference numeral 40a; 40b; 40c; 40d addressed.
  • the tank connection 27 is via a check valve 93 with a first and a second tank channel 82; 83, which extend parallel to the longitudinal direction 12 substantially over the entire length of the housing 20.
  • a check valve 93 with a first and a second tank channel 82; 83, which extend parallel to the longitudinal direction 12 substantially over the entire length of the housing 20.
  • enforce the tank channels 82; 83 all contact surfaces 23 between the main body 21 and the secondary bodies.
  • the first and second tank channels 82; 83 are over the
  • the second tank channel 83 is closed by means of an associated separate end plate ( Figures 2 and 3, no.
  • the first tank channel 82 is connected to the second ring groove of the third and fourth main spools (FIGS. 2 and 3, Nos. 40c, 40d) via the end plate (FIGS. 2 and 3, No. 28).
  • the first pump port 25 is directly connected to a first pump channel 80, wherein the second pump port 26 is directly connected to a second pump channel 81.
  • the pump channels 80; 81 extend parallel to the longitudinal direction 12 substantially over the entire length of the housing 20, wherein they at the two opposite ends with the already mentioned
  • Pump channel 80; 81 are each connected via an associated primary pressure relief valve 15 to the first tank channel 82.
  • the primary pressure relief valves 15 are set, for example, to 400 bar, so that bursting of the valve block 10 by an excessive delivery pressure of the pump 16; 17 is excluded.
  • the movement of the main slide 40 takes place in a transverse direction 1 1, which is aligned perpendicular to the longitudinal direction 12.
  • the essentially rotationally symmetrical main slides 40 are in the longitudinal direction 12 arranged side by side, wherein the central axes are preferably in a common plane.
  • first and second pump shifters 70; 71 are first and second pump shifters 70; 71 arranged.
  • the first pump spool 70 connects the first pump port 25 to the first annular groove of the first main spool 40a.
  • the second pump spool 71 connects the second pump port 26 with the first annular groove of the second main spool 40b.
  • the pump shifter 70; 71 each define an adjustable pump orifice, being pressed by a spring into a fully open position. By means of an electrical control both pump slide 70; 71 pressed into a closed position. In this case, the pump slide 70; 71, for example, proportional to the most widely opened main spool 40 is operated in the closing direction and that until its third main panel is almost completely closed. Thereafter, the aperture of the pump slide 70; 71 again slightly open so that the inventive
  • the boom of an excavator as a consumer 13 is connected to the two working ports 24 of the first main spool 40a.
  • Working ports 24 are secured by a pressure relief valve 14 against overpressure, which, if necessary, a connection to one of the tank channels 82; 84 produces.
  • the first main slide 40a is connected via a first auxiliary slide 60 to the first pump channel 80 and via a second auxiliary slide 61 to the second
  • the auxiliary slide 60; 61 each define an adjustable auxiliary orifice, by means of which it is possible to control which fluid flow from the first or second pump channel 80; 81 to flow to the first main spool 40a.
  • the auxiliary slide 60; 61 are preferably part of a proportional valve embodied, for example, in accordance with US 4 779 836 AI, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
  • the said proportional valve can also be designed as a slide valve. Said proportional valve is preferably controlled by a pilot valve which is electrically actuated.
  • the first main slide 40a is pressed by two opposing springs in a central position, wherein it can be moved out with a hydraulic drive from this central position to move the associated consumer 13 in motion.
  • the areas of the housing 20 immediately around all main spool 40 are identical. In particular, everywhere are the receiving bores for the pressure relief valves 14 and the first and second auxiliary slide 60; 61 provided. However, dummy plugs ( Figures 2 and 3, Nos. 90, 91, 92) may be inserted in individual ones of these receiving bores. These blind plugs can interrupt the connection in question 90 completely open in one direction 91 or completely open in both directions 92.
  • the main slide 40; 40a - 40d are in the
  • connecting channels 84 which connect the first annular groove of a main slide 40 with the second annular groove of an adjacent Hautschiebers 40.
  • the connecting channels 84 in each case enforce an associated contact surface 23 between the main body 21 and the secondary bodies.
  • FIG. 2 shows a circuit diagram of the valve block 10 in the area of the secondary body 22 of the housing 20, which are attached to the main body 21 on the left in FIG.
  • one-piece sub-body 22 are each formed identically, wherein they rest with flat contact surfaces 23 on the adjacent base body 21 and sub-body 22.
  • the contact surfaces 23 are aligned perpendicular to the longitudinal direction 12.
  • the already mentioned end plate 28 is grown.
  • the spoon and one of the two traction drives of the excavator can be connected as a consumer 13.
  • Another secondary body 22 is provided only when needed when the excavator has more consumers 13.
  • Fluid passage allows, with the other 90 blocks the flow of fluid permanently.
  • FIG. 3 shows a circuit diagram of the valve block 10 in the region of the secondary bodies 22 of the housing 20, which are mounted on the main body 21 on the right in FIG.
  • the one-piece sub-body 22 are again formed identical to the other sub-bodies 22 on the valve block 10, wherein they are installed rotated by 180 ° to the sub-bodies in Fig. 2, so that the annular grooves of the main slide 40 in the
  • Secondary body 22 for example, the other of the two travel drives and the rotary drive of the superstructure of the excavator as a consumer 13 is connected.
  • a blind plug 90 has been used, which corresponds to the corresponding
  • Fluid passage permanently locks.
  • a blind plug 91 is used with a check valve, so that the pressurized fluid exclusively from the second pump to the assigned
  • FIG. 4 shows a roughly schematic cross section of the valve block 10 according to a first embodiment, wherein the sectional plane extends through the central axis 50 of a main slide 40. Said central axis 50 defines a transverse direction 1 1, along which the skin slider 40 is linearly movable.
  • the control device for moving the main spool 40 is not shown in FIG. 4.
  • the present sectional view is a total of mirror symmetry with respect to a plane of symmetry 19 which is aligned perpendicular to the transverse direction 1 1.
  • Main slide 40 is shown in a middle position in which the associated consumer is stationary. If the said consumer is to be moved, the main slide 40 is moved to the left or right depending on the desired direction of movement.
  • the longitudinal direction 12 is aligned perpendicular to the plane of the Fig. 4.
  • the skin slider 40 is made of steel and is formed substantially rotationally symmetrical with respect to its central axis 50. He lies with several circumferential ribs 51 on the housing 20 at.
  • the gap between the webs 5 1 and the housing 20 is designed so small that there almost no pressure fluid can pass, while still the mobility of the main spool 40 is ensured.
  • a plurality of fine control notches are provided to form the first, the second, the third, the fourth and the fifth main aperture 41-45.
  • the free cross-sectional area of said main apertures 41-45 can be adjusted by displacement of the main slide 40 in the transverse direction 1 1.
  • a first and a second annular groove 46; 47 provided in the housing 20, which rotate around the main slide 40.
  • a third and a fourth annular groove 48; 49 provided in the housing 20, which also rotates about the main slide 40.
  • the mentioned annular grooves 46 - 48 form several Control edges, which together with the mentioned Feinberichtkerben the main apertures 41 - 45 limit.
  • a U-shaped channel 85 is provided, which has a base 88 and a first and a second leg 86; 87 has.
  • the base 88 extends parallel to the transverse direction 1 1 and is disposed adjacent to the main slide 40.
  • the legs 86; 87 intersect the main slide 40 between two webs 51 so that there is a connection between the U-shaped channel 85 and the first and second main aperture 41; 42 is given.
  • the third and fourth annular grooves 48; 49 is in each case connected to an associated working port 24, to which in turn a
  • first and the second pump channel 80; 81 are the first and the second pump channel 80; 81 arranged in
  • Longitudinal 12 extend substantially over the entire length of the housing 20.
  • the first and second pump channels 80; 81 are viewed in cross section circular.
  • the free end of the first and second legs 86; 87 of the U-shaped channel 54 is respectively a first and a second auxiliary slide 60; 61 assigned, which is linearly movable in the transverse direction 1 1.
  • the auxiliary slide 60; 61 are shown greatly simplified, in particular, was dispensed with the representation of the actuator.
  • the auxiliary slide 60; 61 may be formed in the form of a proportional valve which is actuated by a pilot valve.
  • auxiliary slide 60; 61 for example, each formed in the form of a poppet valve, so that in the region of the respective valve seats, a first and a second auxiliary orifice 62; 63 are present, the throttle cross-sectional area by movement of the relevant auxiliary slide 60; 61 can be adjusted.
  • seat valve and a slide valve can be used.
  • Auxiliary slide 60; 61 can thus be controlled, which fluid flow from the first and second pump channel 80; 81 flows into the U-shaped channel 85.
  • With the first and second main aperture 41; 42 can then be controlled to which Work port 24 of this fluid flow to flow, said fluid flow can be further throttled.
  • the main slider 40 when the main slider 40 is moved to the right, the first main panel 41 opens, leaving the second main panel 42 closed.
  • the second main shutter 42 opens, leaving the first main shutter 41 closed.
  • the first and second annular grooves 46; 47 are separate first and second fine control notches 43a; 43 b assigned, which are arranged on immediately adjacent webs 5 1, wherein they face each other.
  • the third main shutter 43 is therefore ultimately formed by two separate serially connected shutters, each of the first and second fine control notches 43a; 43b are defined.
  • the connection from the first to the second annular groove 46; 47 maximum open.
  • Fine control notches 43b defined aperture and thus determines the effective
  • Throttle cross-sectional area of the third main panel 43 is the third main panel 43.
  • the first annular groove 46 of a main spool 40 is connected to the second annular groove 47 of an adjacent main spool 40. If all the main slide 40 are in the middle position so that can be the first
  • a main slide 40 If a main slide 40 is now opened, its third main aperture 43 and the first or the second main aperture 41 shrink; 42 increases, so the Pressure fluid to the relevant working port 24 flows.
  • the pumped by the pumping pressure fluid can therefore always drain independent of the position of the main spool 40, so that it can not come to pressure peaks.
  • Particularly critical here is the case in which a main spool 40 is wide open, the pump in question promotes high performance. Now, if the main spool 40 is closed, it would come without the third main panel 43 to significant pressure peaks.
  • the first and second tank channels 82; 83 intersect all main slide 40 between two webs 5 1, which are arranged completely outside the main spool 40. Accordingly, there is a connection from the first tank channel 81 to the fourth main panel 44 and from the second tank channel 82 to the fifth main panel 45.
  • the first 41 and the fourth main panel 44 are connected to the same working port 24, wherein either the first 41 or the fourth main panel 44 is opened ,
  • the second 42 and fifth main panels 45 are connected to the same workport 24 with either the second 42 or fifth main panel 45 opened.
  • Pressure limiting valve 14 connected, which prevents the pressure on
  • Pressure relief valves 14 are preferably designed in a cartridge design, so that they can be easily installed in a matched receiving bore in the housing 20.
  • Fig. 5 shows a rough schematic cross section of the valve block according to a second embodiment, wherein the sectional plane extends through the central axis of a main slide.
  • the second embodiment is identical to the first embodiment except for the differences described below, so that in this regard reference is made to the embodiment of FIG. 4.
  • the same parts are provided with the same reference numerals.
  • the base 88 of the U-shaped channel 85 is disposed on the side remote from the working ports 24 side of the main spool 40. From the base 88, a single side channel 89 branches off transversely, which is arranged in the plane of symmetry 19. Right and left of the side channel 89, the first and the second pump channel 80; 81 arranged.
  • the first pump channel 80 is connected to the side channel 89 via the first auxiliary screen 62 on the first auxiliary slider 60.
  • the second pump channel 81 is connected via the second auxiliary orifice 63 on the second auxiliary slide 61 to the side channel 89.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ventilblock (10) mit mehreren Hauptschiebern (40), die über einen ersten und einen zweiten Pumpenkanal (80; 81) parallel mit Druckfluid versorgt werden, wobei der aus den Pumpenkanälen (80; 81) jeweils zufließende Fluidstrom mit einem zugeordneten ersten bzw. zweiten Hilfsschieber (60; 61) gesteuert werden kann. Erfindungsgemäß sind alle Hauptschieber (40) von einer ersten und einer zweiten Ringnut (46; 47) im Gehäuse (20) umgeben, um eine verstellbare dritte Hauptblende (43) zu bilden, welche die erste mit der zweiten Ringnut (46; 47) verbindet, wobei die erste Ringnut (46) eines ersten Hauptschiebers mit dem ersten Pumpenanschluss verbunden ist, wobei die erste Ringnut (46) eines zweiten Hauptschiebers mit dem zweiten Pumpenanschluss verbunden ist, wobei die zweite Ringnut (47) eines dritten und eines vierten Hauptschiebers mit einem Tankanschluss am Gehäuse (20) verbunden sind, wobei im Übrigen die erste Ringnut (46) eines Hauptschiebers (40) mit der zweiten Ringnut (47) eines benachbarten Hauptschiebers (40) verbunden ist, wobei sich die dritte Hauptblende (43) verkleinert, wenn entweder die erste oder die zweite Hauptblende (41; 42) am gleichen Hauptschieber (40) vergrößert wird.

Description

Open-Center- Ventilblock mit zwei Pumpenanschlüssen und zugeordneten Hilfsschiebern an den Hauptschiebern
Die Erfindung betrifft einen Ventilblock gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 , der insbesondere zur Verwendung in einem Hydraulikbagger vorgesehen ist.
Aus der EP 791 754 B l ist ein Ventilblock bekannt, welcher zur Verwendung in einem Hydraulikbagger vorgesehen ist. Der Ventilblock umfasst ein Gehäuse, in dem für jeden Verbraucher bzw. jede Bewegungsachse des Hydraulikbaggers ein
Hauptschieber in einer Querrichtung linearbeweglich aufgenommen ist. Dabei sind die Hauptschieber bezüglich einer Längsrichtung, die senkrecht zur Querrichtung verläuft, nebeneinander angeordnet. In dem Gehäuse sind ein erster und ein davon gesonderter zweiter Pumpenkanal vorgesehen, die sich jeweils im Wesentlichen über die gesamte Länge des Gehäuses erstrecken. Der erste und der zweite Pumpenkanal sind über einen zugeordneten ersten bzw. zweiten Pumpenanschluss mit einer zugeordneten ersten bzw. zweiten Pumpe verbunden, die ein verstellbares Verdrängungsvolumen aufweist.
Jeder Hauptschieber bildet mit dem Gehäuse eine erste und eine zweite Hauptblende, die jeweils mit einem zugeordneten Arbeitsanschluss verbunden ist. An den beiden Arbeitsanschlüssen, die einem Hauptschieber zugeordnet sind, ist jeweils ein
Verbraucher des Hydraulikbaggers angeschlossen. Über die erste und die zweite Hauptblende wird die Menge des unter Druck zum Verbraucher fließenden
Hydraulikfluids gesteuert. Dabei sind der ersten und der zweiten Hauptblende jeweils entgegen gesetzte Bewegungsrichtungen des Verbrauchers zugeordnet.
Dementsprechend ist jeweils entweder die erste oder die zweite Hauptblende geöffnet.
Einigen Hauptschiebern sind ein erster und ein zweiter linearbeweglicher Hilfsschieber zugeordnet. Der erste Hilfsschieber definiert eine verstellbare erste Hilfsblende, über die der erste Pumpenkanal parallel mit der ersten und der zweiten Hauptblende verbunden ist. Der zweite Hilfsschieber definiert eine verstellbare zweite Hilfsblende, über die der zweite Pumpenkanal parallel mit der ersten und der zweiten Hauptblende verbunden ist. Über die erste und die zweite Hilfsblende kann festgelegt werden, welche der beiden Pumpen den zugeordneten Verbraucher mit Druckfluid, insbesondere Hydrauliköl, versorgt. Durch Verstellung der Querschnittsfläche der ersten und der zweiten Hilfsblende kann dabei festgelegt werden, welche Fluidmenge von der ersten bzw. der zweiten Pumpe zu der betreffenden Achse gefördert wird. Die erste und die zweite Hilfsblende sind dabei vorzugsweise Bestandteil eines
Proportionalventils, wie es beispielsweise aus der US 4 779 836 A I bekannt ist, so dass eine Steuerung des Volumenstroms erfolgen kann.
Der Nachteil des bekannten Steuerblocks besteht darin, dass Druckspitzen auftreten können. Diese entstehen, wenn ein Hauptschieber von einer geöffneten Stellung sehr schnell in die geschlossene Stellung bewegt wird, wobei unter einer geöffneten Stellung eine Stellung verstanden werden soll, in der die erste oder die zweite Hauptblende geöffnet ist. Die Steuerung der Pumpen reagiert auf den verminderten Volumenstrombedarf zwar durch Verkleinerung des jeweiligen
Verdrängungsvolumens, sie benötigen hierfür jedoch eine gewisse Zeit. In dieser kurzen Zeit steigt der Förderdruck der Pumpe sehr stark an, was zu einer erheblichen mechanischen Belastung des gesamten Hydrauliksystems führt. Die Druckspitzen sind für den Baggerfahrer deutlich hör- und fühlbar und vermindern die Lebensdauer des Baggers deutlich. Bei der EP 791 754 B l versucht man diesem Problem dadurch abzuhelfen, dass die erste und die zweite Pumpenleitung über je ein Entlastungsventil mit dem Tank verbunden sind. Beim Schließen eines Hauptschiebers wird dieses Entlastungsventil geöffnet, um die von den Pumpen geförderten Übermengen in den Tank abzuleiten. Aber auch dieses Entlastungsventil öffnet nicht schnell genug, um Druckspitzen vollständig zu vermeiden. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, derartige Druckspitzen zu vermeiden. Weiter soll ein Ventilblock angegeben werden, der besonders kompakt aufgebaut ist und der mit besonders vielen Gleichteilen flexibel an unterschiedliche Einsatzbedingungen angepasst werden kann.
Gemäß dem selbständigen Anspruch wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass alle Hauptschieber von einer ersten und einer zweite Ringnut im Gehäuse umgeben sind, um eine verstellbare dritte Hauptblende zu bilden, welche die erste mit der zweiten Ringnut verbindet, wobei die erste Ringnut eines ersten Hauptschiebers mit dem ersten Pumpenanschluss verbunden ist, wobei die erste Ringnut eines zweiten Hauptschiebers mit dem zweiten Pumpenanschluss verbunden ist, wobei die zweite Ringnut eines dritten und eines vierten Hauptschiebers mit einem Tankanschluss am Gehäuse verbunden sind, wobei im Übrigen die erste Ringnut eines Hauptschiebers mit der zweiten Ringnut eines benachbarten Hauptschiebers verbunden ist, wobei sich die dritte Hauptblende verkleinert, wenn entweder die erste oder die zweite Hauptblende am gleichen Hauptschieber vergrößert wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass das von beiden Pumpen geförderte Druckfluid bei einer schnellen Schließbewegung eines Hauptschiebers zum Tankanschluss abfließen kann. Es kann nicht mehr vorkommen, dass sich das Druckfluid an einem Hauptschieber aufstaut. Dementsprechend werden Druckspitzen vermieden. Vorzugsweise wird der Förderstrom der Pumpen verkleinert, wenn er durch die ersten und die zweiten Ringnuten fließt, um Energie einzusparen. Durch die starre mechanische Verbindung zwischen den ersten bzw. zweiten
Hauptblenden und der dritten Hauptblende ist eine Zeitverzögerung zwischen dem Öffnen bzw. Schließen der genannten Blenden ausgeschlossen.
Die dritte Hauptblende wird vorzugsweise durch die Reihenschaltung zweier gesonderter Blenden gebildet, wobei jeweils eine dieser Blenden verkleinert wird, wenn die erste oder die zweite Hauptblende vergrößert wird. Die Hauptschieber sind vorzugsweise einstückig ausgebildet.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben. Der erste und der zweite Hauptschieber können unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sein, wobei der dritte und der vierte Hauptschieber nur einen einzigen unmittelbar benachbarten Hauptschieber haben. Hierdurch ergibt sich ein besonders einfach aufgebauter Ventilblock, dessen Gehäuse mit vielen identischen Nebenkörpern ausgebildet werden kann. Wenn der erste und der zweite Hauptschieber nicht unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, müssen weitere Hauptschieber mit dem Tankanschluss verbunden werden, um das Abfließen des Druckfluids in den Tank zu ermöglichen. Der dritte und der vierte Hauptschieber haben dann einen einzigen unmittelbar benachbarten Hauptschieber, wenn sie an den beiden Enden der Reihe von nebeneinander angeordneten Hauptschiebern angeordnet sind.
Allen Hauptschiebern kann ein im Wesentlichen U-förmiger Kanal im Gehäuse zugeordnet sein, der einen ersten und einen zweiten Schenkel und eine Basis aufweist, wobei der erste Hilfsschieber am freien Ende des ersten Schenkels und der zweite Hilfsschieber am freien Ende des zweiten Schenkels angeschlossen ist. Über den U-förmigen Kanal wird die parallele Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Hauptblende und der ersten und der zweiten Hilfsblende hergestellt. Die Anordnung der Hilfsschieber an den freien Enden der Schenkel ermöglicht es, die Hilfsschieber an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses anzuordnen, so dass diese einfach und Platz sparend montiert werden können. Die Hilfsschieber sind dabei vorzugsweise in Querrichtung beweglich.
Die erste Hauptblende kann in der Mitte des ersten Schenkels und die zweite
Hauptblende in der Mitte des zweiten Schenkels an den U-förmigen Kanal angeschlossen sein, um die parallele Verbindung zur ersten und zur zweiten
Hilfsblende herzustellen. Die Basis des U-förmigen Kanals ist vorzugsweise neben dem zugeordneten Hauptschieber angeordnet und verläuft in Querrichtung, um Bauraum einzusparen. Die Hauptblende ist dann in der Mittel des Schenkels angeschlossen, wenn sie wenigstens 20% der Länge des betreffenden Schenkels entfernt von seinen beiden Enden angeordnet ist. Die erste und die zweite Ringnut können zwischen dem ersten und den zweiten Schenkel des U-förmigen Kanals angeordnet sein. Hierdurch wird ein Ventilblock geschaffen, der in Querrichtung besonders wenig Bauraum beansprucht.
Der erste und der zweite Pumpenkanal können zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel neben den Hauptschiebern angeordnet sein. Ein derartiger Ventilblock ist in Querrichtung besonders Platz sparend. Vorzugsweise ist daran gedacht, die
Hilfsschieber, welche die Verbindung zwischen den Pumpenkanälen und den
Schenkeln herstellen, in Querrichtung zu beiden Seiten neben dem U-förmigen Kanal anzuordnen, da diese dort besonders einfach montiert werden können.
Von der Basis des U-förmigen Kanals kann ein Seitenkanal quer abzweigen, wobei der erste und der zweite Pumpenkanal zu beiden Seiten neben dem Seitenkanal angeordnet sind. Dieser Ventilblock ist in Querrichtung ebenfalls besonders Platz sparend.
In dem Gehäuse können ein erster und ein zweiter Tankkanal vorgesehen sein, die sich jeweils in Längsrichtung im Wesentlichen über die gesamte Länge des Gehäuses erstrecken, wobei sie mit dem Tankanschluss verbunden sind, wobei der erste und der zweite Tankkanal bezüglich der Querrichtung an gegenüberliegenden Seiten neben dem U-förmigen Kanal angeordnet sind, wobei jeder Hauptschieber mit dem Gehäuse eine vierte und eine fünfte verstellbare Hauptblende bildet, wobei die vierte
Hauptblende den ersten Tankkanal mit dem Arbeitsanschluss verbindet, der der ersten Hauptblende zugeordnet ist, wobei die fünfte Hauptblende den zweiten Tankkanal mit dem Arbeitsanschluss verbindet, der der zweiten Hauptblende zugeordnet ist. Über den ersten und den zweiten Tankkanal soll das von den an den Arbeitsanschlüssen hydraulischen Verbrauchern zurückfließende Druckfluid in den Tank geleitet werden. Mit der vierten und der fünften Hauptblende wird das zurückfließende Druckfluid angedrosselt, damit bei ziehenden Lasten auf der Druckseite keine Kavitation auftritt. Die vorgeschlagene Anordnung der Tankleitungen ergibt einen in Querrichtung besonders Platz sparenden Ventilblock, wobei das Gehäuse einfach im Gussverfahren hergestellt werden kann. Vorzugsweise ist daran gedacht, den dritten und den vierten Hauptschieber über den ersten bzw. den zweiten Tankkanal mit dem Tankanschluss zu verbinden.
Das Gehäuse kann einen einstückigen Grundkörper und wenigstens zwei identische, einstückige Nebenkörper umfassen, die an ebenen Berührflächen aneinander anliegen, welche senkrecht zur Längsrichtung ausgerichtet sind, wobei in jedem Nebenkörper ein einziger Hauptschieber aufgenommen ist, wobei in jedem Nebenkörper ein erster und ein zweiter Hilfsschieber eingebaut werden kann. Derartige Ventilblöcke in Scheibenbauweise sind grundsätzlich bekannt. Bei Baggersteuerungen werden dennoch einstückige Gehäuse verwendet, da die unterschiedlichen Achsen sehr unterschiedlich aufgebaut sind. Bei dem erfindungsgemäßen Ventilblock können die unterschiedlichen Anforderungen der einzelnen Verbraucher einfach dadurch erfüllt werden, dass entweder die Hilfsschieber zum Einsatz kommen oder nicht. Wenn nicht, wird in die Aufnahmebohrung für die Hilfsschieber ein Blindstopfen eingebaut, der entweder den Fluidstrom permanent sperrt oder permanent freigibt. Auf diese Weise kann die überwiegende Zahl der Baggerachsen in Form eines Nebenkörpers realisiert werden, der klein ist und sich deshalb kostengünstig im Gussverfahren herstellen lässt. Der Grundkörper ist vorzugsweise nur mit zwei oder drei Hauptschiebern versehen, so dass auch dieser klein ausgeführt und kostengünstig im Gussverfahren hergestellt werden kann. Hierbei ist anzumerken, dass ein Gussgehäuse nach dem Gießen umso langsamer abgekühlt werden muss, je größer sein Volumen ist. Dabei wird angestrebt, dass die Temperatur des Gussteils während dem Abkühlen über das gesamte Volumen des Gusskörpers im Wesentlichen konstant ist, damit eine Lunkerbildung vermieden wird. Die Kosten des Gießprozesses sind umso geringer, je schneller das Gussteil abgekühlt werden kann.
Der erste und der zweite Hauptschieber können in dem Grundkörper angeordnet sein, wobei der erste und der zweite Pumpenkanal zwischen dem ersten und dem zweiten Hauptschieber mit dem jeweils zugeordneten ersten oder zweiten Pumpenanschluss verbunden sind. Der Grundkörper muss ohnehin verschieden von den Nebenkörpern ausgebildet werden, so dass dort die Verbindungen des ersten und des zweiten
Hauptschiebers und der Pumpenkanäle zu den■Pumpenanschlüssen einfach realisiert werden können. Durch die Einbeziehung wenigstens zweier Hauptschieber in den Grundkörper können die seitlichen Berührflächen am Grundkörper identisch zu denen an den Nebenkörpern ausgebildet werden, so dass die Nebenkörper einfach am Grundkörper angebaut werden können.
In dem Gehäuse, vorzugsweise im Grundkörper, sind ein erster und ein zweiter linearbeweglicher Pumpenschieber aufgenommen, wobei die erste Ringnut des ersten Hauptschiebers über den ersten Pumpenschieber mit dem ersten Pumpenanschluss verbunden ist, wobei die erste Ringnut des zweiten Hauptschiebers über den zweiten Pumpenschieber mit dem zweiten Pumpenanschluss verbunden ist. Vorzugsweise definieren der erste und der zweite Pumpenschieber jeweils eine erste und ein zweite verstellbare Pumpenblende, über welche die genannte Verbindung hergestellt wird. Mit dem Pumpenschieber kann erreicht werden, dass die erste und die zweite Pumpe jeweils gemeinsam zu allen Hauptschiebern fördern können. Hierfür werden die Pumpenschieber im Wesentlichen proportional zu demjenigen Hauptschieber angesteuert, über den der größte Fluidstrom fließen soll. Dadurch kann das von beiden Pumpen geforderte Druckfluid nicht mehr über die ersten und die zweiten Ringnuten in den Tank abfließen und in beiden Pumpenkanälen baut sich ein Druck auf. Mit dem entsprechenden Proportionalitätsfaktor kann das gewünschte Verhalten hinsichtlich des Druckaufbaus eingestellt werden. Sobald die betreffende dritte Hauptblende genügend weit geschlossen ist, um den Druck im Pumpenkanal aufrecht zu erhalten, wird die Blende am Pumpenschieber wieder etwas geöffnet, damit beim späteren Schließen des vorliegenden Hauptschiebers das von der Pumpe kommende Druckfluid über die ersten und die zweiten Ringnuten in den Tank abfließen kann.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:
Fig. 1 ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Ventilblocks im Bereich des
Grundkörpers des Gehäuses; Fig. 2 ein Schaltbild des Ventilblocks im Bereich des Nebenköpers des Gehäuses, die in Fig. 1 links an den Grundkörper angebaut sind;
Fig. 3 ein Schaltbild des Ventilblocks im Bereich des Nebenköpers des Gehäuses, die in Fig. 1 rechts an den Grundkörper angebaut sind; und einen grobschematischen Querschnitt des Ventilblocks gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei die Schnittebene durch die Mittelachse eines Hauptschiebers verläuft.
Fig. 5 einen grobschematischen Querschnitt des Ventilblocks gemäß einer
zweiten Ausführungsform, wobei die Schnittebene durch die Mittelachse eines Hauptschiebers verläuft. Fig. 1 zeigt ein Schaltbild eines Ventilblocks 10 im Bereich des Grundkörpers 21 des Gehäuses 20. Der Grundkörper 21 wird einstückig aus Gusseisen in einem
Gießverfahren mit verlorenen Kernen hergestellt. Er weist zwei gegenüberliegende, ebene Berührflächen 23 auf, an welche die mit Bezug auf die Fig. 2 und 3
beschriebenen Nebenkörper des Gehäuses 20 angebaut werden. Die parallelen
Berührflächen 23 sind senkrecht zu einer Längsrichtung 12 ausgerichtet.
Der Grundkörper 21 weist einen ersten und einen zweiten Pumpenanschluss 25; 26 und einen Tankanschluss 7 auf. An die Pumpenanschlüsse 25; 26 werden eine erste und eine zweite Pumpe 16; 17 angeschlossen, die jeweils ein verstellbares
Verdrängungsvolumen aufweisen. Die Pumpen 16; 17 saugen Druckfluid,
insbesondere Hydrauliköl aus einem Tank 18 an, wobei Druckfluid über den
Tankanschluss 27 in den Tank 18 zurückfließt.
Das Verdrängungsvolumen der Pumpen 16; 17 kann hydraulisch oder elektrisch verstellt werden, wobei vorzugsweise das Steuerungsverfahren "Positive Control" zum Einsatz kommt. Dabei wird das Verdrängungsvolumen beispielsweise proportional zum Stellsignal desjenigen Hauptschiebers 40 vergrößert, der am weitesten geöffnet ist. Wenn mehrere Hauptschieber 40 gleichzeitig geöffnet sind, kann aber auch die Stellung der weniger weit geöffneten Hauptschieber 40 bei der Einstellung des Verdrängungsvolumens berücksichtigt werden. Mit dem Bezugszeichen 40 sind auch die Hauptschieber mit den Bezugszeichen 40a; 40b; 40c; 40d angesprochen.
Der Tankanschluss 27 ist über ein Rückschlagventil 93 mit einem ersten und einem zweiten Tankkanal 82; 83 verbunden, die sich parallel zur Längsrichtung 12 im Wesentlichen über die gesamte Länge des Gehäuses 20 erstrecken. Hierfür durchsetzen die Tankkanäle 82; 83 alle Berührflächen 23 zwischen dem Grundkörper 21 und den Nebenkörpern. Der erste und der zweite Tankkanal 82; 83 sind über die
Verbindungsleitung 94 unmittelbar miteinander verbunden. An den beiden
gegenüberliegenden Enden ist der zweite Tankkanal 83 mittels einer zugeordneten gesonderten Endplatte (Fig. 2 und 3; Nr. 28) verschlossen. Der erste Tankanal 82 ist über die Endplatte (Fig. 2 und 3; Nr. 28) an die zweite Ringnut des dritten und des vierten Hauptschiebers (Fig. 2 bzw. 3; Nr. 40c; 40d) angeschlossen.
Der erste Pumpenanschluss 25 ist unmittelbar mit einem ersten Pumpenkanal 80 verbunden, wobei der zweite Pumpenanschluss 26 unmittelbar mit einem zweiten Pumpenkanal 81 verbunden ist. Die Pumpenkanäle 80; 81 erstrecken sich parallel zur Längsrichtung 12 im Wesentlichen über die gesamte Länge des Gehäuses 20, wobei sie an den beiden gegenüberliegenden Enden mit den bereits angesprochenen
Endplatten (Fig. 2 und 3; Nr. 28) verschlossen sind. Der erste und der zweite
Pumpenkanal 80; 81 sind jeweils über ein zugeordnetes Primärdruckbegrenzungsventil 15 an den ersten Tankkanal 82 angeschlossen. Die Primärdruckbegrenzungsventile 15 sind beispielsweise auf 400 bar eingestellt, so dass ein Bersten des Ventilblocks 10 durch einen überhöhten Förderdruck der Pumpen 16; 17 ausgeschlossen ist.
In dem Grundkörper 21 sind ein erster und ein zweiter Hauptschieber 40a; 40b linearbeweglich aufgenommen. Die Bewegung der Hauptschieber 40 erfolgt dabei in eine Querrichtung 1 1, die senkrecht zur Längsrichtung 12 ausgerichtet ist. Die im Wesentlichen rotationssymmetrischen Hauptschieber 40 sind in Längsrichtung 12 nebeneinander angeordnet, wobei deren Mittelachsen vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene liegen.
Zwischen dem ersten und dem zweiten Hauptschieber 50a; 50b sind ein erster und ein zweiter Pumpenschieber 70; 71 angeordnet. Der erste Pumpenschieber 70 verbindet den ersten Pumpenanschluss 25 mit der ersten Ringnut des ersten Hauptschiebers 40a. Der zweite Pumpenschieber 71 verbindet den zweiten Pumpenanschluss 26 mit der ersten Ringnut des zweiten Hauptschiebers 40b. Die Pumpensschieber 70; 71 definieren jeweils eine verstellbare Pumpenblende, wobei sie mittels einer Feder in eine voll geöffnete Stellung gedrückt werden. Mittels einer elektrischen Ansteuerung werden beide Pumpenschieber 70; 71 in eine geschlossene Stellung gedrückt. Dabei werden die Pumpenschieber 70; 71 beispielsweise proportional zu dem am weitesten geöffneten Hauptschieber 40 in Schließrichtung betätigt und zwar so lange, bis dessen dritte Hauptblende nahezu vollständig verschlossen ist. Danach wird die Blende des Pumpenschiebers 70; 71 wieder etwas geöffnet, damit die erfindungsgemäße
Vermeidung der Druckspitzen stattfinden kann. Dies kann durch entsprechende elektrische Ansteuerung der Pumpenschieber geschehen. Es kann aber auch daran gedacht sein, Pumpenschieber 70; 71 mit drei Schaltstellungen zu verwenden, deren Blende sich nacheinander von einer ganz geöffneten in eine geschlossene und wieder in eine etwas geöffnete Stellung verstellt, wenn der betreffende Pumpenschieber 70; 71 bewegt wird.
An die beiden Arbeitsanschlüsse 24 des ersten Hauptschiebers 40a ist beispielsweise der Ausleger eines Baggers als Verbraucher 13 angeschlossen. Die beiden
Arbeitsanschlüsse 24 sind über ein Druckbegrenzungsventil 14 gegen Überdruck abgesichert, das bei Bedarf eine Verbindung zu einem der Tankkanäle 82; 84 herstellt.
Der erste Hauptschieber 40a ist über einen ersten Hilfsschieber 60 mit dem ersten Pumpenkanal 80 und über einen zweiten Hilfsschieber 61 mit dem zweiten
Pumpenkanal 81 verbunden. Die Hilfsschieber 60; 61 definieren jeweils eine verstellbare Hilfsblende, über die gesteuert werden kann, welcher Fluidstrom vom ersten bzw. zweiten Pumpenkanal 80; 81 zum ersten Hauptschieber 40a fließen soll. Die Hilfsschieber 60; 61 sind vorzugsweise Bestandteil eines Proportionalventils, das beispielsweise gemäß der US 4 779 836 AI ausgeführt ist, deren gesamter Inhalt in Bezug genommen und zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Das genannte Proportionalventil kann aber auch als Schieberventil ausgebildet sein. Das genannte Proportionalventil wird vorzugsweise mit einem Vorsteuerventil angesteuert, das elektrisch betätigt ist.
Der erste Hauptschieber 40a wird von zwei gegenüberliegenden Federn in eine Mittelstellung gedrückt, wobei er mit einer hydraulischen Ansteuerung aus dieser Mittellage herausbewegt werden kann, um den zugeordneten Verbraucher 13 in Bewegung zu versetzen.
Die Bereiche des Gehäuses 20 unmittelbar herum um alle Hauptschieber 40 sind identisch ausgebildet. Insbesondere sind überall die Aufnahmebohrungen für die Druckbegrenzungsventile 14 und den ersten und den zweiten Hilfsschieber 60; 61 vorgesehen. In einzelne dieser Aufnahmebohrungen können jedoch Blindstopfen (Fig. 2 und 3; Nr. 90; 91, 92) eingesetzt sein. Diese Blindstopfen können die betreffende Verbindung ganz unterbrechen 90, in eine Richtung ganz öffnen 91 oder in beide Richtungen ganz öffnen 92. Die Hauptschieber 40; 40a - 40d sind im
Wesentlichen identisch ausgebildet. Unterschiede ergeben sich hauptsächlich hinsichtlich der Feinsteuerkerben, die an die entsprechenden Verbraucher angepasst sind.
Weiter ist auf die Verbindungskanäle 84 hinzuweisen, welche die erste Ringnut eines Hauptschiebers 40 mit der zweiten Ringnut eines benachbarten Hautschiebers 40 verbinden. Die Verbindungskanäle 84 durchsetzen dabei jeweils eine zugeordnete Berührfläche 23 zwischen dem Grundkörper 21 und den Nebenkörpern.
Fig. 2 zeigt ein Schaltbild des Ventilsblocks 10 im Bereich Nebenkörper 22 des Gehäuses 20, die in Fig. 1 links an den Grundkörper 21 angebaut sind. Die
einstückigen Nebenkörper 22 sind jeweils identisch ausgebildet, wobei sie mit ebenen Berührflächen 23 am benachbarten Grundkörper 21 bzw. Nebenkörper 22 anliegen. Die Berührflächen 23 sind senkrecht zur Längsrichtung 12 ausgerichtet. An der Berührfläche des letzten Nebenkörpers 22 ist die bereits angesprochene Endplatte 28 angebaut.
Zum inneren Aufbau der Nebenkörper 23 wird auf die obigen Ausführungen zum ersten Hauptschieber (Fig. 1 ; Nr. 40a) und auf die Ausführungen zu Fig. 4 und 5 verwiesen. Die Nebenkörper 22 sind insoweit identisch mit dem entsprechenden Bereich des Grundkörpers ausgebildet.
An die in Fig. 2 dargestellten Nebenkörper 22 können beispielsweise der Löffel und einer der beiden Fahrantriebe des Baggers als Verbraucher 13 angeschlossen sein. Ein weiterer Nebenkörper 22 wird nur bedarfsweise vorgesehen, wenn der Bagger weitere Verbraucher 13 aufweist.
Soweit ein Verbraucher 13 nur entweder von der ersten oder der zweiten Pumpe 25; 26 versorgt werden soll, können der erste und der zweite Hilfsschieber 60; 61 durch zwei Blindstopfen 90; 92 ersetzt werden, von den der eine 92 einen permanenten
Fluiddurchtritt ermöglicht, wobei der andere 90 den Fluidstrom permanent sperrt.
Fig. 3 zeigt ein Schaltbild des Ventilsblocks 10 im Bereich der Nebenköper 22 des Gehäuses 20, die in Fig. 1 rechts an den Grundkörper 21 angebaut sind. Die einstückigen Nebenkörper 22 sind wiederum identisch zu den übrigen Nebenkörpern 22 am Ventilblock 10 ausgebildet, wobei sie um 180° gedreht zu den Nebenkörpern in Fig. 2 eingebaut sind, so dass die Ringnuten der Hauptschieber 40 in der
erfindungsgemäßen Weise verschaltet sind. An die beiden in Fig. 3 gezeigten
Nebenkörper 22 wird beispielsweise der andere der beiden Fahrantriebe und der Drehantrieb des Oberwagens des Baggers als Verbraucher 13 angeschlossen.
Der in Fig. 3 rechte Verbraucher 13 ist nur mit dem zweiten Pumpenkanal 81 verbunden. In der Aufnahmebohrung, die für den ersten Hilfsschieber 60 vorgesehen ist, wurde daher ein Blindstopfen 90 eingesetzt, der den entsprechenden
Fluiddurchgang permanent sperrt. In die Aufnahmebohrung für den zweiten Hilfsschieber wurde ein Blindstopfen 91 mit einem Rückschlagventil eingesetzt, so dass das Druckfluid ausschließlich von der zweiten Pumpe zum zugeordneten
Verbraucher 13 fließen kann.
Fig. 4 zeigt einen grobschematischen Querschnitt des Ventilblocks 10 gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei die Schnittebene durch die Mittelachse 50 eines Hauptschiebers 40 verläuft. Die genannte Mittelachse 50 definiert eine Querrichtung 1 1 , entlang derer der Hautschieber 40 linearbeweglich ist. Die Steuervorrichtung zur Bewegung des Hauptschiebers 40 ist in Fig. 4 nicht dargestellt.
Die vorliegende Schnittansicht ist insgesamt spiegelsymmetrisch bezüglich einer Symmetrieebene 19, die senkrecht zur Querrichtung 1 1 ausgerichtet ist. Der
Hauptschieber 40 ist dabei in einer Mittelstellung gezeigt, in der der zugeordnete Verbraucher still steht. Soll der genannte Verbraucher bewegt werden, so wird der Hauptschieber 40 je nach gewünschter Bewegungsrichtung nach links oder rechts verschoben. Die Längsrichtung 12 ist senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 4 ausgerichtet.
Der Hautschieber 40 besteht aus Stahl und ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich seiner Mittelachse 50 ausgebildet. Er liegt mit mehreren umlaufenden Stegen 51 am Gehäuse 20 an. Der Spalt zwischen den Stegen 5 1 und dem Gehäuse 20 ist dabei so klein ausgelegt, dass dort nahezu kein Druckfluid durchtreten kann, wobei dennoch die Beweglichkeit des Hauptschiebers 40 gewährleistet ist. An den verschiedenen Stegen 51 sind eine Vielzahl von Feinsteuerkerben vorgesehen, um die erste, die zweite, die dritte, die vierte und die fünfte Hauptblende 41 - 45 zu bilden. Die freie Querschnittsfläche der genannten Hauptblenden 41 - 45 lässt sich durch Verschiebung des Hauptschiebers 40 in Querrichtung 1 1 verstellen.
In der Mitte des Gehäuses 20 sind eine erste und eine zweite Ringnut 46; 47 im Gehäuse 20 vorgesehen, die um den Hauptschieber 40 umlaufen. Weiter außen ist eine dritte und eine vierte Ringnut 48; 49 im Gehäuse 20 vorgesehen, die ebenfalls um den Hauptschieber 40 umläuft. Die genannten Ringnuten 46 - 48 bilden mehrere Steuerkanten, die zusammen mit den genannten Feinsteuerkerben die Hauptblenden 41 - 45 begrenzen.
In dem Gehäuse 20 ist ein U-förmiger Kanal 85 vorgesehen, der eine Basis 88 und einen ersten und einen zweiten Schenkel 86; 87 aufweist. Die Basis 88 verläuft parallel zur Querrichtung 1 1 und ist neben dem Hauptschieber 40 angeordnet. Die Schenkel 86; 87 kreuzen den Hauptschieber 40 zwischen zwei Stegen 51 , so dass dort eine Verbindung zwischen dem U-förmigen Kanal 85 und der ersten und der zweiten Hauptblende 41 ; 42 gegeben ist. Die dritte und die vierte Ringnut 48; 49 ist jeweils mit einem zugeordneten Arbeitsanschluss 24 verbunden, an den wiederum ein
zugeordneter Verbraucher angeschlossen werden kann.
Zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel 86; 87 des U-förmigen Kanals 85 sind der erste und der zweite Pumpenkanal 80; 81 angeordnet, die sich in
Längsrichtung 12 im Wesentlichen über die gesamte Länge des Gehäuses 20 erstrecken. Der erste und der zweite Pumpenkanal 80; 81 sind im Querschnitt betrachtet kreisförmig ausgebildet.
Dem freien Ende des ersten und des zweiten Schenkels 86; 87 des U-förmigen Kanals 54 ist jeweils ein erster bzw. ein zweiter Hilfsschieber 60; 61 zugeordnet, der in Querrichtung 1 1 linearbeweglich ist. Die Hilfsschieber 60; 61 sind stark vereinfacht dargestellt, wobei insbesondere auf die Darstellung der Betätigungsvorrichtung verzichtet wurde. Wie bereits angesprochen, sollen die Hilfsschieber 60; 61 in Form eines Proportionalventils ausgebildet sein, das von einem Vorsteuerventil betätigt wird. Die Hilfsschieber 60; 61 sind beispielsweise jeweils in Form eines Sitzventils ausgebildet, so dass im Bereich der betreffenden Ventilsitze eine erste bzw. eine zweite Hilfsblende 62; 63 vorhanden sind, deren Drosselquerschnittsfläche durch Bewegung des betreffenden Hilfsschiebers 60; 61 verstellt werden kann. Anstelle des Sitzventils kann auch ein Schieberventil zum Einsatz kommen. Durch die
Hilfsschieber 60; 61 kann also gesteuert werden, welcher Fluidstrom vom ersten bzw. zweiten Pumpenkanal 80; 81 in den U-förmigen Kanal 85 fließt. Mit der ersten und der zweiten Hauptblende 41 ; 42 kann dann gesteuert werden, zu welchem Arbeitsanschluss 24 dieser Fluidstrom fließen soll, wobei der genannte Fluidstrom weiter angedrosselt werden kann. Dabei ist jeweils entweder die erste oder die zweite Hauptblende 41 ; 42 geöffnet. Wenn in Fig. 4 der Hauptschieber 40 nach rechts bewegt wird, öffnet sich die erste Hauptblende 41, wobei die zweite Hauptblende 42 verschlossen bleibt. Wenn in Fig. 4 der Hauptschieber 40 nach links bewegt wird, öffnet sich die zweite Hauptblende 42, wobei die erste Hauptblende 41 verschlossen bleibt.
Der ersten und der zweiten Ringnut 46; 47 sind jeweils gesonderte erste und zweite Feinsteuerkerben 43a; 43b zugeordnet, die an unmittelbar benachbarten Stegen 5 1 angeordnet sind, wobei sie aufeinander zu weisen. Die dritte Hauptblende 43 wird daher letztlich von zwei gesonderten in Reihe geschalteten Blenden gebildet, die jeweils von den ersten bzw. den zweiten Feinsteuerkerben 43a; 43b definiert werden. In der vorliegenden Mittelstellung ist die Verbindung von der ersten zur zweiten Ringnut 46; 47 maximal geöffnet. Wird der Hauptschieber 40 nach rechts verschoben, so schließt die durch die ersten Feinsteuerkerben 43a definierte Blende und bestimmt damit die effektive Drosselquerschnittsfläche der dritten Hauptblende 43. Wird der Hauptschieber 40 nach links verschoben, so schließt die durch die zweiten
Feinsteuerkerben 43b definierte Blende und bestimmt damit die effektive
Drosselquerschnittsfläche der dritten Hauptblende 43.
Wie bereits angesprochen ist die erste Ringnut 46 eines Hauptschiebers 40 mit der zweiten Ringnut 47 eines benachbarten Hauptschiebers 40 verbunden. Wenn alle Hauptschieber 40 in der Mittelstellung sind kann damit das vom ersten
Pumpenanschluss anströmende Druckfluid vom ersten (Nr. 40a in Fig. 1 ) bis zum dritten Hauptschieber (Nr. 40c in Fig. 2) und von dort in den Tank fließen. Das vom zweiten Pumpenanschluss anströmende Druckfluid kann vom zweiten (Nr. 40b in Fig. I) bis zum vierten Hauptschieber (Nr. 40d in Fig. 3) und von dort in den Tank fließen.
Wird nun ein Hauptschieber 40 geöffnet, so verkleinert sich dessen dritte Hauptblende 43 und die erste oder die zweite Hauptblende 41 ; 42 vergrößert sich, so dass das Druckfluid zum betreffenden Arbeitsanschluss 24 fließt. Das von den Pumpen geförderte Druckfluid kann also unabhängig von der Stellung des Hauptschiebers 40 immer abfließen, so dass es nicht zu Druckspitzen kommen kann. Kritisch ist hier insbesondere der Fall, in dem ein Hauptschieber 40 weit geöffnet ist, wobei die betreffende Pumpe mit hoher Leistung fördert. Wird nun der Hauptschieber 40 geschlossen, so würde es ohne die dritte Hauptblende 43 zu erheblichen Druckspitzen kommen.
Der erste und der zweite Tankkanal 82; 83 kreuzen alle Hauptschieber 40 zwischen zwei Stegen 5 1 , die ganz außen am Hauptschieber 40 angeordnet sind. Demnach besteht eine Verbindung vom ersten Tankkanal 81 zur vierten Hauptblende 44 und vom zweiten Tankkanal 82 zur fünften Hauptblende 45. Die erste 41 und die vierte Hauptblende 44 sind mit dem gleichen Arbeitsanschluss 24 verbunden, wobei entweder die erste 41 oder die vierte Hauptblende 44 geöffnet ist. Die zweite 42 und die fünfte Hauptblende 45 sind mit dem gleichen Arbeitsanschluss 24 verbunden, wobei entweder die zweite 42 oder die fünfte Hauptblende 45 geöffnet ist.
Zwischen dem ersten bzw. dem zweiten Tankkanal 82; 83 und dem jeweils zugeordneten Arbeitsanschluss 24 ist jeweils ein symbolisch dargestelltes
Druckbegrenzungsventil 14 geschaltet, das verhindert, dass der Druck am
Arbeitsanschluss einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Die
Druckbegrenzungsventile 14 sind vorzugsweise in Cartridge-Bauweise ausgeführt, so dass sie einfach in eine angepasste Aufnahmebohrung im Gehäuse 20 eingebaut werden können.
Fig. 5 zeigt einen grobschematischen Querschnitt des Ventilblocks gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei die Schnittebene durch die Mittelachse eines Hauptschiebers verläuft. Die zweite Ausführungsform ist bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede identisch zur ersten Ausführungsform ausgebildet, so dass diesbezüglich auf die Ausführung zu Fig. 4 verwiesen wird. Dabei sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Basis 88 des U-förmigen Kanals 85 ist auf der von den Arbeitsanschlüssen 24 abgewandten Seite des Hauptschiebers 40 angeordnet. Von der Basis 88 zweigt ein einziger Seitenkanal 89 quer ab, der in der Symmetrieebene 19 angeordnet ist. Rechts und links neben dem Seitenkanal 89 sind der erste und der zweite Pumpenkanal 80; 81 angeordnet. Der erste Pumpenkanal 80 ist über die erste Hilfsblende 62 am ersten Hilfsschieber 60 mit dem Seitenkanal 89 verbunden. Der zweite Pumpenkanal 81 ist über die zweite Hilfsblende 63 am zweiten Hilfsschieber 61 mit dem Seitenkanal 89 verbunden.
Bezugszeichenliste
10 Ventilblock
1 1 Querrichtung
12 Längsrichtung
13 Verbraucher
14 Druckbegrenzungsventil
15 Primärdruckbegrenzungsventil
16 erste Pumpe
17 zweite Pumpe
18 Tank
19 Symmetrieebene
20 Gehäuse
21 Grundkörper
22 Nebenkörper
23 Berührfläche
24 Arbeitsanschluss
25 erster Pumpenanschluss
26 zweiter Pumpenanschluss
27 Tankanschluss
28 Endplatte
40 Hauptschieber
40a erster Hauptschieber
40b zweiter Hauptschieber
40c dritter Hauptschieber
40d vierter Hauptschieber 41 erste Hauptblende
42 zweite Hauptblende
43 dritte Hauptblende
43a erste Feinsteuerkerbe
43 b zweite Feinsteuerkerbe
44 vierte Hauptblende
45 fünfte Hauptblende
46 erste Ringnut
47 zweite Ringnut
48 dritte Ringnut
49 vierte Ringnut
50 Mittelachse des Hauptschiebers
51 Steg des Hauptschiebers 60 erster Hilfsschieber
61 zweiter Hilfsschieber
62 erste Hilfsblende
63 zweite Hilfsblende 70 erster Pumpenschieber
71 zweiter Pumpenschieber
80 erster Pumpenkanal
81 zweiter Pumpenkanal
82 erster Tankkanal
83 zweiter Tankkanal
84 Verbindungskanal zwischen erster und zweiter Ringnut zweier Hauptschieber
85 U-förmiger Kanal
86 erster Schenkel des U-förmigen Kanals
87 zweiter Schenkel des U-förmigen Kanals
88 Basis des U-förmigen Kanals 90 Blindstopfen, geschlossen
91 Blindstopfen; Rückschlagventil
92 Blindstopfen, offen
94 Verbindungskanal zwischen erstem und zweitem Tankkanal

Claims

Ansprüche
Ventilblock (10) mit einem Gehäuse (20),in dem mehrere in einer Querrichtung (1 1 ) linearbewegliche Hauptschieber (40) aufgenommen sind, die entlang einer senkrecht zur Querrichtung (1 1) verlaufenden Längsrichtung (12) nebeneinander angeordnet sind, wobei in dem Gehäuse (20) ein erster (80) und ein gesonderter zweiter Pumpenkanal (81) vorgesehen sind, die sich in Längsrichtung (12) im Wesentlichen über die gesamte Länge des Gehäuses (20) erstrecken, wobei der erste Pumpenkanal (80) mit einem ersten Pumpenanschluss (25) und der zweite Pumpenkanal (81) mit einem zweiten Pumpenanschluss (26) am Gehäuse (20) verbunden sind, wobei jeder Hauptschieber (40) mit dem Gehäuse (20) eine erste und eine gesonderte zweite verstellbare Hauptblende (41 ; 42) bildet, wobei die erste und die zweite Hauptblende (41 ; 42) jeweils mit einem zugeordneten Arbeitsanschluss (24) am Gehäuse verbunden sind, wobei wenigstens zwei, vorzugsweise allen Hauptschiebern (40), ein gesonderter erster und ein gesonderter zweiter linearbeweglicher Hilfsschieber (60; 61) zugeordnet ist, wobei der erste Hilfsschieber (60) eine verstellbare erste Hilfsblende (62) definiert, über die der erste Pumpenkanal (80) parallel mit der zugeordneten ersten und zweiten Hauptblende (41 ; 42) verbunden ist, wobei der zweite Hilfsschieber (61 ) eine verstellbare zweite Hilfsblende (63) definiert, über die der zweite Pumpenkanal (81) parallel mit der zugeordneten ersten und zweiten Hauptblende (41 ; 42) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass alle Hauptschieber (40) von einer ersten und einer zweiten Ringnut (46; 47) im Gehäuse umgeben sind, um eine verstellbare dritte Hauptblende (43) zu bilden, welche die erste mit der zweiten Ringnut (46; 47) verbindet, wobei die erste Ringnut (46) eines ersten Hauptschiebers (40a) mit dem ersten Pumpenanschluss (25) verbunden ist, wobei die erste Ringnut (46) eines zweiten Hauptschiebers (40b) mit dem zweiten Pumpenanschluss (26) verbunden ist, wobei die zweite Ringnut (47) eines dritten und eines vierten (40c; 40d) mit einem Tankanschluss (27) am Gehäuse (20) verbunden sind, wobei im Übrigen die erste Ringnut (46) eines Hauptschiebers (40) mit der zweiten Ringnut (47) eines benachbarten Hauptschiebers (40) verbunden ist, wobei sich die dritte Hauptblende (43) verkleinert, wenn entweder die erste oder die zweite Hauptblende (41; 42) am gleichen Hauptschieber (40) vergrößert wird.
Ventilblock nach Anspruch l,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Hauptschieber (40a; 40b) unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind, wobei der dritte und der vierte Hauptschieber (40c; 40d) nur einen einzigen unmittelbar benachbarten Hauptschieber (40) haben.
Ventilblock nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass allen Hauptschiebern (40) ein im
Wesentlichen U-förmiger Kanal (85) im Gehäuse (20) zugeordnet ist, der einen ersten und einen zweiten Schenkel (86; 87) und eine Basis (88) aufweist, wobei der erste Hilfsschieber (60) am freien Ende des ersten Schenkels (86) und der zweite Hilfsschieber (60) am freien Ende des zweiten Schenkels (87)
angeschlossen ist.
Ventilblock nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hauptblende (41) in der Mitte des ersten Schenkels (86) und die zweite Hauptblende (42) in der Mitte des zweiten Schenkels (87) an den U-förmigen Kanal (85) angeschlossen ist.
Ventilblock nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Ringnut (46; 47) zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel (86; 87) des U-förmigen Kanals (85) angeordnet sind. Ventilblock nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Pumpenkanal (80; 81) zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel (86; 87) neben den
Hauptschiebern (40) angeordnet sind.
Ventilblock nach einem Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass von der Basis (88) des U-förmigen Kanals (85) ein Seitenkanal (89) quer abzweigt, wobei der erste und der zweite
Pumpenkanal (80; 81) zu beiden Seiten neben dem Seitenkanal (89) angeordnet sind.
8. Ventilblock nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (20) ein erster und ein zweiter Tankkanal (82; 83) vorgesehen sind, die sich jeweils in Längsrichtung (12) im Wesentlichen über die gesamte Länge des Gehäuses (20) erstrecken, wobei sie mit dem Tankanschluss (27) verbunden sind, wobei der erste und der zweite Tankkanal (82; 83) bezüglich der Querrichtung (1 1) an
gegenüberliegenden Seiten neben dem U-förmigen Kanal (85) angeordnet sind, wobei jeder Hauptschieber (40) mit dem Gehäuse (20) eine vierte und eine fünfte verstellbare Hauptblende (44; 45) bildet, wobei die vierte Hauptblende (44) den ersten Tankkanal (82) mit dem Arbeitsanschluss (24) verbindet, der der ersten Hauptblende (41) zugeordnet ist, wobei die fünfte Hauptblende (45) den zweiten Tankkanal (83) mit dem Arbeitsanschluss (24) verbindet, der der zweiten Hauptblende (42) zugeordnet ist.
9. Ventilblock nach einem der vorstehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (20) einen einstückigen Grundkörper (21) und wenigstens zwei identische, einstückige Nebenkörper (22) umfasst, die an ebenen Berührflächen (23) aneinander anliegen, welche senkrecht zur Längsrichtung (12) ausgerichtet sind, wobei in jedem Nebenkörper
(22) ein einziger Hauptschieber (40) aufgenommen ist, wobei in jedem
Nebenkörper (22) ein erster und ein zweiter Hilfsschieber (60; 61) eingebaut werden kann.
Ventilblock nach Anspruch 9, rückbezogen auf Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Hauptschieber (40a 40b) in dem Grundkörper (20) angeordnet sind, wobei der erste und der zweite Pumpenkanal (80; 81 ) zwischen dem ersten und dem zweiten Hauptschieber (40a; 40b) mit dem jeweils zugeordneten ersten oder zweiten Pumpenanschluss (26; 27) verbunden sind.
Ventilblock nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (20), vorzugsweise im Grundkörper (21), ein erster und ein zweiter linearbeweglicher Pumpenschieber (70; 71) aufgenommen sind, wobei die erste Ringnut (46) des ersten
Hauptschiebers (40a) über den ersten Pumpenschieber (70) mit dem ersten Pumpenanschluss (25) verbunden ist, wobei die erste Ringnut (47) des zweiten Hauptschiebers (40b) über den zweiten Pumpenschieber (71) mit dem zweiten Pumpenanschluss (26) verbunden ist.
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