(19) |
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(11) |
EP 3 018 364 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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16.08.2017 Patentblatt 2017/33 |
(22) |
Anmeldetag: 10.11.2014 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(54) |
Steuervorrichtung mit Schieberkolben
Control device with sliding piston
Dispositif de commande avec piston coulissant
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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11.05.2016 Patentblatt 2016/19 |
(73) |
Patentinhaber: HAWE Hydraulik SE |
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81673 München (DE) |
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Erfinder: |
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- Wechsel, Thomas
81371 München (DE)
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(74) |
Vertreter: Grosse Schumacher Knauer von Hirschhausen |
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Patent- und Rechtsanwälte
Nymphenburger Strasse 14 80335 München 80335 München (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A1- 0 309 987 DE-A1-102012 220 445
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EP-A1- 2 157 320
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
[0002] Bei einer gattungsgemäßen, aus
EP 2 157 320 A1 bekannten Steuervorrichtung wird der an einen druckabhängig ansprechendes Sekundär-Druckbegrenzungsventil
im Lastdrucksignalkreis eingestellte Wert des Sekundärdrucks innerhalb desselben Auslenkhubs
des Schieberkolbens aus der Mittelstellung mittels eines parallelen Proportional-Sitzventils
geändert, das in einer vom Lastdrucksignalkreis zum Tank führenden Leitung angeordnet
und durch einen Proportionalmagneten betätigt ist. Dieses Proportional-Sitzventil
bedingt erheblichen schaltungstechnischen, leitungstechnischen und steuerungstechnischen
Mehraufwand und zur Ansteuerung entweder die Abtastung des Auslenkhubs des Schieberkolbens
und/oder der Druckverhältnisse im Hydroverbraucher.
[0003] Solche Steuervorrichtungen mit einem Proportional-Wegeschieber und Sekundärdruckbegrenzung
sind hinlänglich bekannt. Beispielsweise offenbart die technische Informationsschrift
"Das HAWE-Universum" unter "aktuelles Produktprogramm" der Firma HAWE Hydraulik SE,
D-81673 München, mit dem Druckvermerk: K 177-00 DE 2009 (siehe auch:
info@hawe.de) auf den Seiten 2.1- 29, rechts unten, 2.1- 31, rechts oben und 2.1- 33 rechts unten,
solche Steuervorrichtungen, bei denen dem Proportional-Wegeschieber ein Sekundär-Druckbegrenzungsventil
für eine Auslenkrichtung oder zwei Sekundär-Druckbegrenzungsventile für beide Auslenkrichtungen
des Schieberkolbens zugeordnet sind. Wenn bei solchen Steuervorrichtungen der Proportional-Wegeschieber
den Hydroverbraucher betätigt hat und der Lastdruck steigt, spricht die Sekundär-Druckbegrenzung
bei dann konstantem Grenzwert an, wodurch der Lastdrucksignalkreis zu einem Konstantdrucksystem
wird. Wenn der Hydroverbraucher dann z.B. auf Anschlag geht, wird unnötig hydraulische
Energie vernichtet, die einen signifikanten Energieverlust bedeutet.
[0004] Dies soll anhand eines Forstkrans erläutert werden, mit welchem Baumstämme manipuliert
werden. Der Forstkran weist einen durch einen Hydroverbraucher betätigten Greifer
auf, mit dem die ergriffenen Baumstämme gehalten werden, und weitere Hydraulikverbraucher
zum Bewegen des Greifer. Da am Greifer in der Regel wegen unnötiger Kosten und verschlechterter
Dynamik keine Lasthalteventile verbaut sind, würde der die Baumstämme haltende Greifers
in Mittelstellung des Greifer-Proportional-Wegeschiebers langsam öffnen, da der Schieberkolben
nur schieberdicht ist und eine Leckage zum Tank eintritt. Aus diesem Grund wird zum
Laden oder Verstauen der ergriffenen Baumstämme die Bewegungssteuerung bei gleichzeitig
aktiv betätigter Greiffunktion benutzt. Aktuell drückt der Kranfahrer beispielsweise
das Pedal für die Greiffunktion dann nicht ganz durch, vorausgesetzt die ergriffenen
Baumstämme sind nicht zu schwer, nur um Baumstämme zuverlässig im Greifer zu halten.
Dies nimmt der Kranführer rein intuitiv vor, während er ergriffene Baumstämme bewegt.
Hierbei spielt die Pedalauslenkung, also die Auslenkung des Kolbenschiebers aus der
Mittelstellung, keine Rolle mehr, sondern es herrscht der konstante Grenzwert für
die in dieser Auslenkrichtung maximal erforderliche Greifkraft, solange der Greifer
die Baumstämme zusammengedrückt hält, obwohl eine niedrigere Greifkraft ausreichen
würde. Bei derart betätigter Greiffunktion arbeitet der Lastdrucksignalkreis als Konstantdrucksystem,
wodurch hydraulische Energie vernichtet wird. Ähnliche, hydraulische Energie vernichtende
Betriebssituationen gibt es auch bei Hydraulikbaggern oder ähnlichen hydraulischen
Arbeitsgeräten.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der eingangs genannten
Art zu schaffen, mit der, z.B. für solche in der Praxis häufiger vorkommenden Betriebssituationen
unnötige hydraulische Energieverluste minimierbar sind. Die gestellte Aufgabe wird
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1gelöst.
[0007] In der Steuervorrichtung wird innerhalb eines Teils des Auslenkhubs des Kolbenschiebers
z.B. ein niedriger Grenzwert eingestellt und in einem weiteren Teil des Auslenkhubs
ein höherer Grenzwert, jeweils aus dem Lastdruck im Lastdrucksignalkreis als sogenannter
Sekundärdruck Auf diese Weise wird eine hinsichtlich Energieverluste günstige und
kolbenschieber- hubabhängige, z.B. zweistufige, Sekundärdruckbegrenzung in derselben
Auslenkrichtung realisiert, durch die hydraulische Energie eingespart wird, wenn der
höhere Grenzwert nicht notwendig ist. Die Änderung des Grenzwerts kann in Stufen erfolgen
oder sogar proportional nach einer zweckmäßigen Gesetzmäßigkeit. Der Grenzwert wird
durch Abtrennen eines Sekundär- Druckbegrenzungsventils vom Lastdrucksignalkreis geändert,
d.h. das Sekundär-Druckbegrenzungsventil stellt in einem bestimmten Teil des Auslenkhubs
einen niedrigen Grenzwert ein, ehe innerhalb desselben Auslenkhubs nach Abtrennen
des Sekundär-Druckbegrenzungsventils vom Lastdrucksignalkreis der Lastdruck weiter
zu einem höheren Grenzwert und damit, beispielsweise über einen Zulaufregler, der
Betätigungsdruck des Hydroverbrauchers ansteigt, beispielsweise bis zum Ansprechen
eines Hauptsystem-Druckbegrenzungsventils.
[0008] Der Schieberkolben ermöglicht selbst die Änderung des Grenzwerts innerhalb desselben
Auslenkhubs, da die zweite oder erste Überbrückungs-Struktur zunächst ein einziges
Sekundär-Druckbegrenzungsventil wirksam werden lässt und dieses hubabhängig vom Lastdrucksignalkreis
bzw. dem Lastdrucksignal abgetrennt wird, oder bei zwei für die beiden Auslenkrichtungen
des Schieberkolbens vorgesehenen Sekundär-Druckbegrenzungsventilen für unterschiedliche
Grenzwerte gleichzeitig mit der ersten Überbrückungs-Struktur beide Sekundär-Druckbegrenzungsventile
mit dem Lastdrucksignal beaufschlagen lässt und hubabhängig nur das auf den höheren
Grenzwert eingestellte Sekundär-Druckbegrenzungsventil.
[0009] Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Steuervorrichtung sind zwei unterschiedlich
voreingestellte Sekundär-Druckbegrenzungsventile, z.B. für die Auslenkhübe aus der
Mittelstellung in beiden Richtungen, vorgesehen, wobei die Änderung des Grenzwertes
innerhalb desselben Auslenkhubs durch Umschalten von einem Sekundär-Druckbegrenzungsventil
auf das andere oder durch Beaufschlagen beider erfolgt, abhängig vom Auslenkhub des
Schieberkolbens.
[0010] Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Steuervorrichtung mit zwei auf unterschiedliche
Grenzwerte eingestellten Sekundär-Druckbegrenzungsventilen für die beiden Auslenkrichtungen
ist in der Bohrung für den Schieberkolben ein erstes Anschlusspaar, vorzugsweise ein
Einstichpaar, vorgesehen, von dem ein Anschluss verbunden ist mit einem Sekundär-Druckbegrenzungsventil
und ein zweiter Anschluss verbunden ist mit dem Lastdrucksignalkreis, vorzugsweise
über eine Drossel. Im Umfang des Schieberkolbens ist eine erste, das erste Anschlusspaar
zur gegenseitigen Verbindung überfahrende Überbrückungs-Struktur vorgesehen, vorzugsweise
eine Gruppe von Überbrückungsvertiefungen. Ferner ist in der Bohrung ein zweites Anschlusspaar,
vorzugsweise ein Einstichpaar, axial versetzt zum ersten Anschlusspaar vorgesehen,
von dem ein Anschluss verbunden ist mit dem anderen Sekundär-Druckbegrenzungsventil
und der weitere Anschluss verbunden ist mit dem Lastdrucksignalkreis, vorzugsweise
über eine Drossel. Im Umfang des Schieberkolbens ist axial versetzt zur ersten Überbrückungs-Struktur
eine zweite Überbrückungs-Struktur, vorzugsweise eine Gruppe von Vertiefungen, vorgesehen,
die zum Verbinden der Anschlüsse des zweiten Anschlusspaares diese überfahren, so
dass abhängig vom Auslenkhub der Lastdrucksignalkreis mit einem Sekundär-Druckbegrenzungsventil
verbunden ist, während das andere Sekundär-Druckbegrenzungsventil vom Lastdrucksignalkreis
abgetrennt ist, und in einem anderen Teil desselben Auslenkhubs der Lastdrucksignalkreis
mit dem anderen Sekundär-Druckbegrenzungsventil oder beiden gleichzeitig verbunden
ist. Wenn der niedrige Grenzwert eingestellt ist, kann gleichzeitig sogar das auf
den höheren Grenzwert eingestellte Sekundär-Druckbegrenzungsventil mit dem Lastdrucksignalkreis
verbunden bleiben, weil dieses dann nicht anspricht. Hingegen wird das auf den niedrigen
Grenzwert eingestellte Sekundär-Druckbegrenzungsventil vom Lastdrucksignalkreis abgetrennt
bzw. vom eingespeisten Lastdrucksignal isoliert, damit nur das auf den höheren Grenzwert
eingestellte Sekundär-Druckbegrenzungsventil anspricht. Alternativ könnten für jede
Auslenkrichtung sogar mehrere, unterschiedlich eingestellte Sekundär-Druckbegrenzungsventile
und entsprechend viele Überbrückungsstrukturen vorgesehen sein.
[0011] Zweckmäßig ist jeweils ein Anschluss jedes Anschlusspaares mit einer Aufsteuerseite
einer in einer Pumpenleitung zu einem Pumpenanschluss des Proportional-Wegeschiebers
angeordneten Zulaufregler-Druckwaage verbunden. Die Zulaufregler-Druckwaage hält die
durch die Position innerhalb des Auslenkhubs eingestellte Druckdifferenz über den
Schieberkolben abhängig vom jeweiligen Grenzwert konstant.
[0012] Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform wirkt der höhere Grenzwert in einem Endteil
des Auslenkhubs des Schieberkolben aus der Mittelstellung, und zuvor der niedrige
Grenzwert, so dass der Hydroverbraucher nur über den Endteil des Auslenkhubs mit vollem
Druck beaufschlagt wird.
[0013] Bei einer anderen Ausführungsform wirkt der höhere Grenzwert in einem Anfangsteil
und einem Endteil des Auslenkhubs aus der Mittelstellung, und wirkt der niedrige Grenzwert
in einem Zwischenteil zwischen dem Anfangsteil und dem Endteil des Auslenkhubs.
[0014] Bei einer weiteren Ausführungsform wirkt beispielsweise über den gesamten Auslenkhub
einer Auslenkrichtung aus der Mittelstellung kontinuierlich entweder der höhere oder
der niedrige Grenzwert. Dies kann bei einem Forstkran beispielsweise der Auslenkhub
sein, über den der Greifer entlastet und/oder geöffnet wird.
[0015] Bei einer weiteren Ausführungsform wird der z.B. niedrige Grenzwert von einem Sekundär-Druckbegrenzungsventil
eingestellt, und wird der höhere Grenzwert entweder an einem weiteren Sekundär-Druckbegrenzungsventil
eingestellt oder entspricht er einem von keinem Sekundär-Druckbegrenzungsventil eingestellten
Druck im Lastdrucksignalkreis.
[0016] Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1
- ein Blockschaltbild einer Steuervorrichtung,
- Fig. 2
- einen Ausschnitt dieser Steuervorrichtung in einer ersten Position eines Schieberkolbens
bei dessen Auslenkhub,
- Fig. 3
- einen Ausschnitt der Steuervorrichtung in einem weiteren Teil des Auslenkhubs des
Schieberkolbens,
- Fig. 4
- eine Detailvariante,
- Fig. 5
- eine Detailvariante, und
- Fig. 6, 7 und 8
- Diagramme von Grenzwerten eines Sekundärdrucks über die beiden Auslenkhübe des Kolbenschiebers
aus der Mittelstellung,
[0017] Fig. 1 verdeutlicht eine Steuervorrichtung S für einen Hydroverbraucher H, beispielsweise
eines Forstkrans oder Baggers, in nicht betätigtem Zustand, wobei gegebenenfalls nicht
gezeigte weitere Steuervorrichtungen mit der gezeigten Steuervorrichtung S verknüpft
sein können, beispielsweise für weitere Hydroverbraucher.
[0018] Die Steuervorrichtung S weist einen Proportional-Wegeschieber 1 (4/3-Proportional-Wegeschieber
in der gezeigten Ausführungsform als ein nicht beschränkendes Beispiel) auf, der durch
zwei Proportionalmagneten und Druckvorsteuerungen betätigbar ist, und in einer Bohrung
V einen Schieberkolben R enthält. Mittels des Proportional-Wegeschiebers 1 wird der
Hydroverbraucher H über Arbeitsleitungen A, B in entgegengesetzten Richtungen verstellt,
und zwar lastunabhängig und proportional.
[0019] Dem Proportional-Wegeschieber 1 sind in der gezeigten Ausführungsform als Sekundär-Druckbegrenzung
K zwei Sekundär-Druckbegrenzungsventile 2, 3 zugeordnet, wobei das Sekundär-Druckbegrenzungsventil
2 für den Auslenkhub zur Beaufschlagung der Arbeitsleistung A auf einen höheren Grenzwert
P1 (Fig. 6 bis 8) eingestellt ist, hingegen das Sekundär-Druckbegrenzungsventil 3
für den entgegengesetzten Auslenkhub (Arbeitsleitung B) auf einen niedrigen Grenzwert
P2 (Fig. 6 bis 8).
[0020] Der Schieberkolben R ist aus der gezeigten Mittelstellung in eine Schaltstellung
a (beaufschlagen der Arbeitsleitung A, entlasten der Arbeitsleitung B zu einer Tankleitung
T) verstellbar. In der anderen Auslenkrichtung des Schieberkolbens T aus der Mittelstellung
wird eine Schaltstellung eingestellt (Arbeitsleitung A zur Tankleitung T entlastet,
Arbeitsleitung B beaufschlagt), die in der Figur 1 in zwei Teile b', b unterteilt
ist, obwohl es sich um die gleiche Schaltstellung handelt. Es ist das Sekundär-Druckbegrenzungsventil
2 der Schaltstellung b, b' zugeordnet, hingegen das Sekundär-Druckbegrenzungsventil
3 der Schaltstellung a. Ferner ist in einer Pumpenleitung P eine Zulaufregler-Druckwaage
4 vorgesehen. Die Zulaufregler-Druckwaage 4 wird an der Aufsteuerseite von einer Feder
und aus einer Steuerleitung 27 beaufschlagt, und an der Schließsteuerseite über eine
Steuerleitung, die von der Ausgangsseite der Zulaufregler-Druckwaage 4 abzweigt.
[0021] In einer nicht gezeigten Ausführungsform könnte auch nur ein einziges Sekundär-Druckbegrenzungsventil
2 oder 3 vorgesehen sein, oder könnten für jede oder eine Auslenkrichtung mehrere
unterschiedlich eingestellte Sekundär-Druckbegrenzungsventile vorgesehen sein.
[0022] In der Schieberbohrung V sind in einem nicht gezeigten Gehäuse des Proportional-Wegeschiebers
1 verschiedene Anschlüsse vorgesehen. Zentral ist ein Anschluss 7 der Arbeitsleitung
B angeordnet und diesem benachbart ein Anschluss 8 der Arbeitsleitung A. Zum Abgreifen
des Lastdrucks in der Arbeitsleitung B dient ein Anschluss 9, hingegen zum Abgreifen
des Lastdrucks in der Arbeitsleitung A ein Anschluss 10. Diesem benachbart befindet
sich ein Anschluss 11 zur Tankleitung T.
[0023] Auch in der gegenüberliegenden Seite der Schieberbohrung V sind mehrere Anschlüsse
vorgesehen, und zwar ein Anschluss 12, der über eine Steuerleitung 30 mit der Steuerleitung
27 verbunden ist, neben diesem ein Anschluss 13, der über eine Steuerleitung 25 mit
dem Sekundär-Druckbegrenzungsventil 2 verbunden ist, dann ein Anschluss 14, der mit
einem Lastdrucksignalkreis LS verbunden ist, dann ein Anschluss 15a, der an eine Leitung
6b zur Tankleitung T angeschlossen ist, dann ein Anschluss 16, der an die Pumpenleitung
5, P von der Zulaufregler-Druckwaage 4 angeschlossen ist, und ein Anschluss 15b, der
an eine Leitung 6a ebenfalls zur Tankleitung T angeschlossen ist, ein Anschluss 19,
der an eine Steuerleitung 28 mit einer Drossel 29 zur Steuerleitung 27 und dem Lastdrucksignalkreis
LS verbunden ist. Ein weiterer Anschluss 17 ist über eine Steuerleitung 26 mit dem
Sekundär-Druckbegrenzungsventil 3 verbunden. Beide Sekundär-Druckbegrenzungsventile
2, 3 sind ausgangsseitig an die Tankleitung T angeschlossen. Dann folgt ein Anschluss
18, der ebenfalls an die Steuerleitung 27 angeschlossen und auf den gegenüberliegenden
Anschluss 11 ausgerichtet ist.
[0024] Im Schieberkolben R sind Verbindungen enthalten, und zwar im Abschnitt für die Schaltstellung
b', b zunächst eine erste Überbrückungs-Struktur 20 zum Verbinden der Anschlüsse 12,
13, ein Kanal 21 zum Verbinden der Anschlüsse 9, 14, ein Kanal 22 zum Verbinden der
Anschlüsse 16 und 7, ein Kanal 23 zum Verbinden der Anschlüsse 8 und 15b und, als
Kern der Erfindung, nur für die Schaltstellung b, d.h. nicht in dem Teil des Abschnitts
für die Schaltstellung b', eine zweite Überbrückungs-Struktur 24 zum Verbinden der
Anschlüsse 17 und 18. Die jeweilige Überbrückungs-Struktur 20 bzw. 24 kann als Gruppe
von Überbrückungsvertiefungen im Umfang des Schieberkolbens T ausgebildet sein, wobei
die Gruppen axial voneinander beabstandet sind und sich nur innerhalb eines Teils
der Länge des Abschnitts befinden. Alternativ könnten dies auch Steuerkerben oder
Längsnuten sein. Die Anschlüsse 12, 13, 17, 18 können zwei Einstichpaare sein.
[0025] Im anderen Abschnitt (Schaltstellung a) des Schieberkolbens R sind ebenfalls Verbindungen
vorgesehen, nämlich ein Kanal 23a zum Verbinden der Anschlüsse 7 und 15a, ein Kanal
22a zum Verbinden der Anschlüsse 16a und 8, ein Kanal 21a zum Verbinden der Anschlüsse
10 und 19. Ferner ist für die Schaltstellung a eine Überbrückungs-Struktur 20' vorgesehen,
mit der in der Schaltstellung a die Anschlüsse 17 und 18 verbindbar sind.
[0026] In der Mittelstellung sind nur die Anschlüsse 11, 18 über den Schieberkolben R verbunden,
um zumindest die Steuerleitung 27 zu entlasten.
[0027] Fig. 2 verdeutlicht die Schaltstellung b' des Schieberkolbens R. Hier wird der Lastdruck
aus der Arbeitsleitung B über den Kanal 21 vom Anschluss 9 zum Anschluss 14 und von
diesem in den Lastdrucksignalkreis LS sowie über die Steuerleitung 28 und die Drossel
29 in die Steuerleitung 27 übertragen. Gleichzeitig verbindet die Überbrückungs-Struktur
20 die Anschlüsse 12 und 13, so dass der Lastdruck über die Steuerleitung 30 in die
Steuerleitung 25 und innerhalb des Anfangsteils des Auslenkhubs zum Sekundär-Druckbegrenzungsventil
2 übertragen wird.
[0028] In dieser Schaltstellung b' wird bei entsprechenden Anstieg des Lastdrucks vom Sekundär-Druckbegrenzungsventil
2 der höhere Grenzwert P1 eingestellt, der auch in der Steuerleitung 27 wirkt. Die
Steuerleitung 26 ist abgesperrt, sodass das Sekundär-Druckbegrenzungsventil 3 (mit
dem niedrigen Grenzwert P2) abgetrennt bleibt.
[0029] Innerhalb eines Endteils desselben Auslenkhubs des Schieberkolbens R wird die in
Fig. 3 gezeigte Schaltstellung b hergestellt. Die erste Überbrückungs-Struktur 20
überträgt den Druck aus dem Anschluss 13 in die Steuerleitung 25 zum Sekundär-Druckbegrenzungsventil
2, während gleichzeitig die zweite Überbrückungs-Struktur 24 das Lastdrucksignal aus
dem Anschluss 14 über die Steuerleitungen 30, 27 in die Steuerleitung 26 zum Sekundär-Druckbegrenzungsventil
3 überträgt. Dieses spricht bei dem niedrigen Grenzwert P2 an, wohingegen dann das
Sekundär-Druckbegrenzungsventil 2 nicht anspricht.
[0030] In den Fig. 4 und 5 sind Alternativlösungen für die Funktion der Änderung des Grenzwerts
angedeutet. Weitere Alternativlösungen könnten für diese Funktion ein Magnetventil
oder ein Proportionalmagnetventil verwenden (nicht gezeigt).
[0031] In Fig. 4 ist einer Schließfeder 33 des Sekundär-Druckbegrenzungsventil 2 (3) ein
Schwarz/Weiß-Magnet 31 zugeordnet, der von einer übergeordneten Steuervorrichtung
32 geschaltet wird, die beispielsweise über die Position des Schieberkolbens R innerhalb
des Auslenkhubs informiert ist. Mit dem Schwarz/Weiß-Magneten 31 kann die Vorspannung
der Schließfeder 33 verändert werden, die so zwei Grenzwerte definiert.
[0032] In Fig. 5 ist dem Sekundär-Druckbegrenzungsventil 2 (3) ein Proportionalmagnet 34
zugeordnet, der von einer übergeordneten Steuervorrichtung 32 bestromt wird und die
Vorspannung der Schließfeder 33 entweder in Stufen oder stufenlos verändern lässt,
wodurch sich der Grenzwert entsprechend ändert.
[0033] Die Fig. 6 bis 8 verdeutlichen in Diagrammen unterschiedliche Beispiele der Sekundär-Druckbegrenzung
K. Der Sekundär-Druck 35 ist vertikal aufgetragen und zwar über die zueinander entgegengesetzten
Auslenkhübe 36, 37 des Schieberkolbens R aus der Mittelstellung. Diese Beispiele sind
nicht beschränkend, sondern deuten an, dass zahlreiche Varianten möglich sind.
[0034] In der einen Auslenkrichtung 36 (Arbeitsleitung A) wird in Fig. 6 über einen Anfangsteil
39 des Auslenkhubs aus der Mittelstellung der niedrige Grenzwert P2 eingesteuert,
und nur über einen Endteil 40 der höhere Grenzwert P1. In der entgegengesetzten Auslenkrichtung
37 (Arbeitsleitung B) wird hingegen über den ganzen Auslenkhub 38 der höhere Grenzwert
P1 eingestellt.
[0035] In Fig. 7 wird in Auslenkrichtung 36 über einen Anfangsteil 42 des Auslenkhubs der
höhere Grenzwert P1 eingestellt, und auch über den Endteil 40. Im Zwischenteil 41
wird hingegen der niedrige Grenzwert P2 eingestellt. In der entgegengesetzten Auslenkrichtung
37 wird über den ganzen Auslenkhub 38 der höhere Grenzwert P1 eingestellt.
[0036] In Fig. 8 wird in Auslenkrichtung 36 wie in Fig. 7 verfahren, hingegen wird in Auslenkrichtung
37 über den ganzen Auslenkhub 38 der niedrige Grenzwert P2 eingestellt.
[0037] Ist in einer nicht gezeigten Ausführungsform für einen jeweiligen Auslenkhub nur
ein Sekundär-Druckbegrenzungsventil 2 oder 3 vorgesehen, dann wird dieses in einem
Teil des Auslenkhubs mit dem Lastdrucksignal beaufschlagt, und in einem weiteren Teil
vom Lastdrucksignal getrennt bis dieser höher wird.
[0038] Im Falle eines Forstkrans wird z.B. bei der Auslegung gemäß Fig. 6 der Greifer über
den Anfangsteil 39 dem niedrigen Grenzwert P2 entsprechend betrieben, der ausreicht,
ergriffene Baumstämme sicher zu halten, während der Greifer durch einen weiteren nicht
dargestellten Hydroverbraucher bewegt wird. Dabei betätigt der Kranführer intuitiv
das Pedal nur so weit, dass er beim Bewegen des mit den Baumstämmen gefüllten Greifers
im Anfangsbereich 39 bleibt. Nur falls besonders schwere Baumstämme zu halten sind
und das Pedal voll ausgelenkt wird, wird der Hydroverbraucher mit dem höheren Grenzwert
P1 betrieben.
1. Steuervorrichtung (S) für mindestens einen Hydroverbraucher (H), mit einem in einer
Bohrung (V) eines Gehäuses aus einer Mittelstellung auslenkbaren Schieberkolben (R)
enthaltenden Proportional-Wegeschieber (1) und wenigstens einem Sekundär-Druckbegrenzungsventil
(2, 3), mit dem in einem Lastdrucksignalkreis (LS) ein Grenzwert (P1, P2) eines Lastdrucks
als Sekundärdruck (35) einstellbar ist, wobei der Grenzwert (P1, P2) des Sekundärdrucks
(35) bei Auslenken des Schieberkolbens (R) aus einer Mittelstellung des Proportional-Wegeschiebers
(1) innerhalb desselben Auslenkhubs (36) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert (P1, P2) durch Abtrennen des wenigstens einen Sekundär-Druckbegrenzungsventils
(2, 3) vom Lastdrucksignalkreis (LS) innerhalb eines teils desselben Auslenkhubs veränderbar
ist.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert (P1, P2) abhängig vom Auslenkhub vom Schieberkolben (R) veränderbar
ist.
3. Steuervorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei auf unterschiedliche Grenzwerte (P1, P2) voreingestellte Sekundär-Druckbegrenzungsventile
(2, 3) für die beiden Auslenkhübe aus der Mittelstellung vorgesehen sind, und dass
innerhalb desselben Auslenkhubs der Grenzwert (P1, P2) durch Umschalten von einem
Sekundär-Druckbegrenzungsventil (2) auf das andere Sekundär-Druckbegrenzungsventil
(3) oder Beaufschlagen beider Sekundär-Druckbegrenzungsventile (2, 3) veränderbar
ist.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für zumindest einen Auslenkhub in der Bohrung (V) ein erstes Anschlusspaar (12, 13),
vorzugsweise ein Einstichpaar, vorgesehen ist, von dem ein Anschluss (12) indirekt,
vorzugsweise über eine Drossel (29), mit dem Lastdrucksignalkreis (LS) und der andere
Anschluss (13) mit dem einen der zwei auf unterschiedliche Grenzwerte eingestellten
Sekundär-Druckbegrenzungsventilen (2, 3) für die beiden Auslenkhübe aus der Mittelstellung
verbunden ist, dass im Umfang des Schieberkolbens (R) zum überbrückenden Verbinden
der Anschlüsse des ersten Anschlusspaars (12, 13) eine erste, nur das erste Anschlusspaar
(12, 13) in der Bohrung überfahrende Überbrückungsstruktur (20) vorgesehen ist, mit
der über einen Teil des Auslenkhubs des Schieberkolbens (R) aus der Mittelstellung
die Anschlüsse des ersten Anschlusspaares (12, 13) miteinander verbunden sind, dass
in der Bohrung (V) ein zweites Anschlusspaar (17, 18) axial versetzt zum ersten Anschlusspaar
(12, 13) vorgesehen ist, von dem ein Anschluss (18) indirekt, vorzugsweise über eine
Drossel (29), mit dem Lastdrucksignalkreis (LS) und der andere Anschluss (17) mit
dem anderen der zwei Sekundär-Druckbegrenzungsventile (2, 3) verbunden ist, das axial
versetzt zur ersten Überbrückungsstruktur (20) im Umfang des Schieberkolbens (R) zum
überbrückenden Verbinden der Anschlüsse des zweiten Anschlusspaares (17, 18) einen
nur das zweite Anschlusspaar (17, 18) in der Bohrung überfahrende, zweite Überbrückungsstruktur
(24), vorzugsweise eine Gruppe Überbrückungsvertiefungen, vorgesehen ist, mit denen
innerhalb eines weiteren Teils desselben Auslenkhubs die Anschlüsse des zweiten Anschlusspaares
(17, 18) miteinander und gleichzeitig die Anschlüsse des ersten Anschlusspaares (12,
13) über die ersten Überbrückungsstruktur (20) verbunden sind, so dass der Lastdrucksignalkreis
(LS) innerhalb des einen Teils des Auslenkhubs mit einem Sekundär-Druckbegrenzungsventil
verbunden und innerhalb des weiteren Teils des Auslenkhubs mit beiden oder mit anderen
Sekundär-Druckbegrenzungsventilen (2, 3) verbunden ist.
5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der indirekt mit dem Lastdrucksignalkreis (LS) verbundene Anschluss (12, 18) jedes
Anschlusspaares (12, 13; 17, 18) mit einer Aufsteuerseite einer in einer Pumpenleitung
(P) zu einem Pumpenanschluss (16) des Proportional-Wegeschiebers (1) angeordneten
Zulaufregler-Druckwaage (4) verbunden ist.
6. Steuervorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden r Ansprüche, dadurch gekenntzeichnet, dass der Sekundärdruck (35) in einem Endteil (40) desselben Auslenkhubs (36) aus
der Mittelstellung von einem niedrigen Grenzwert (P2) auf einen höheren Grenzwert
(P1) angehoben wird.
7. Steuervorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärdruck (35) in einem Anfangsteil (42) und einem Endteil (40) desselben
Auslenkhubs (36) aus der Mittelstellung jeweils auf einen höheren Grenzwert (P1) angehoben
und zwischen dem Anfangsteil und dem Endteil in einem Zwischenteil (38, 41) ein niedrigerer
Grenzwert (P2) eingestellt wird.
8. Steuervorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärdruck (35) innerhalb desselben Auslenkhubs aus der Mittelstellung kontinuierlich
der höhere oder der niedrigere Grenzwert (P1, P2) ist, und dass der Grenzwert (P1,
P2) im entgegengesetzten Auslenkhub zumindest einmal geändert wird.
9. Steuervorrichtung nach wenigstens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein niedriger Grenzwert (P2) an einem Sekundär-Druckbegrenzungsventil (3) eingestellt
ist, und dass ein höherer Grenzwert (P1) entweder an einem weiteren Sekundär-Druckbegrenzungsventil
(2) eingestellt ist oder einem von keinem Sekundär-Druckbegrenzungsventil (2 oder
3) begrenzten Druck im Lastdrucksignalkreis (LS) entspricht.
1. Control apparatus (S) for at least one hydraulic consumer (H) with a proportional
way valve (1) including a valve piston (R), which is displaceable from a central position
in a bore (V) in a housing, and at least one secondary pressure limiting valve (2,
3), with which a threshold value (P1, P2) of a load pressure may be set as a secondary
pressure (35) in a load pressure signal circuit (LS), wherein the threshold value
(P1, P2) of the secondary pressure (35) on displacement of the valve piston (R) from
a central position of the proportional way valve (1) within its displacement stroke
(36) may be altered, characterised in that the threshold value (P1, P2) is alterable by isolating the at least one secondary
pressure limiting valve (2, 3) from the load pressure signal circuit (LS) within a
part of the same deflection stroke.
2. Control apparatus as claimed in Claim 1, characterised in that the threshold value (P1, P2) is alterable in dependence on the displacement stroke
of the valve piston (R).
3. Control apparatus as claimed in at least one of the preceding claims, characterised in that two secondary pressure limiting valves (2, 3), preset to different threshold values
(P1, P2), are provided for the two displacement strokes from the central position
and that the threshold value (P1, P2) is alterable within the same displacement stroke
by switching over from one secondary pressure limiting valve (2) to the other secondary
pressure limiting valve (3) or pressurising both secondary pressure limiting valves
(2, 3).
4. Control apparatus as claimed in Claim 3, characterised in that for at least one displacement stroke in the bore (V), a first pair of connections
(12, 13), preferably a pair of tappings, is provided, of which one connection (12)
is connected indirectly, preferably via a throttle (29), to the load pressure signal
circuit (LS) and the other connection (13) is connected to the one of the two secondary
pressure limiting valves (2, 3), set to different threshold values for the two displacement
strokes from the central position, that provided in the periphery of the valve piston
(R) for the bridging connection of the connections of the first pair of connections
(12, 13) there is a first bridging structure (20), which passes over only the first
pair of connections (12, 13) in the bore and with which the connections of the first
pair of connections (12, 13) are connected together over a portion of the displacement
stroke of the valve piston (R) from the central position, that a second pair of connections
(17, 18) is provided in the bore (V) axially offset from the first pair of connections
(12, 13), of which one connection (18) is connected indirectly, preferably via a throttle
(29), to the load pressure signal circuit (LS) and the other connection (17) is connected
to the other of the two secondary pressure limiting valves (2, 3), that provided axially
offset from the first bridging structure (20) in the periphery of the valve piston
(R) for the bridging connection of the connections of the second pair of connections
(17, 18) there is a second bridging structure, preferably a group of bridging recesses,
passing over only the second pair of connections (17, 18) in the bore, with which
within a further portion of the same displacement stroke the connections of the second
pair of connections (17, 18) are connected together and simultaneously the connections
of the first pair of connections (12, 13) are connected via the first bridging structure
(20) so that the load pressure signal circuit (LS) is connected within the one portion
of the displacement stroke to one secondary pressure limiting valve and is connected
within the further portion of the displacement stroke to both or to other secondary
pressure limiting valves (2, 3).
5. Control apparatus as claimed in Claim 4, characterised in that the connection (12, 18) connected indirectly to the load pressure signal circuit
(LS), of each pair of connections (12, 13; 17, 18) is connected to an open control
side of a feed controller pressure compensator (4) arranged in a pump conduit (P)
to a pump connection (16) of the proportional way valve (1).
6. Control apparatus as claimed in at least one of the preceding claims, characterised in that the secondary pressure (35) is raised in an end portion (40) of the same displacement
stroke (36) out of the central position from a low threshold value (P2) to a higher
threshold value (P1).
7. Control apparatus as claimed in at least one of the preceding claims, characterised in that the secondary pressure (35) is raised in an initial portion (42) and an end portion
(40) of the same displacement stroke (36) out of the central position in each case
to a higher threshold value (P1) and in an intermediate portion (38, 41) between the
initial portion and the end portion a lower threshold value (P2) is set.
8. Control apparatus as claimed in at least one of the preceding claims, characterised in that the secondary pressure (35) within the same displacement stroke from the central
position is continuously the higher or the lower threshold value (P1, P2) and that
the threshold value (P1, P2) is altered at least once in the opposite displacement
stroke.
9. Control apparatus as claimed in at least one of the preceding claims, characterised in that a lower threshold value (P2) is set on one secondary pressure limiting valve (3)
and that a higher threshold value (P1) is set either at a further secondary pressure
limiting valve (2) or corresponds to a pressure in the load pressure signal circuit
(LS) limited by no secondary pressure limiting valve (2 or 3).
1. Dispositif de commande (S) pour au moins un consommateur hydraulique (H), avec un
distributeur à tiroir (1) proportionnel contenant un piston de coulissement (R) pouvant
être dévié à partir d'une position centrale et se trouvant dans un perçage (V) d'un
carter et avec tout au moins un clapet de surpression (2, 3) secondaire, au moyen
duquel une valeur limite (P1, P2) d'une pression de charge peut être réglée, sous
la forme d'une pression secondaire (35), dans un circuit de signalisation de la pression
de charge (LS),
selon lequel la valeur limite (P1, P2) de la pression secondaire (35) peut être modifiée
à l'intérieur de la même course de déviation (36), en cas de déviation du piston de
coulissement (R) à partir d'une position centrale du distributeur à tiroir (1) proportionnel,
caractérisé en ce que
la valeur limite (P1, P2) peut être modifiée à l'intérieur d'une partie de la même
course de déviation, en séparant le tout au moins un clapet de surpression (2, 3)
secondaire du circuit de signalisation de la pression de charge (LS).
2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur limite (P1, P2) peut être modifiée en fonction de la course de déviation
du piston de coulissement (R).
3. Dispositif de commande selon tout au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que deux clapets de surpression (2, 3) secondaires, lesquels sont préalablement réglés
sur différentes valeurs limites (P1, P2), sont prévus pour les deux courses de déviation
à partir de la position centrale et caractérisé en ce que la valeur limite (P1, P2) peut être modifiée à l'intérieur de la même course de déviation
en réalisant une commutation depuis un clapet de surpression (2) secondaire sur l'autre
clapet de surpression (3) secondaire ou en sollicitant les deux clapets de surpression
(2, 3) secondaires.
4. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pour tout au moins une course de déviation, une première paire de bornes (12, 13),
de préférence une paire de gorges, est prévue dans le perçage (V), depuis laquelle
une connexion (12) est reliée de manière indirecte, de préférence par l'intermédiaire
d'un étrangleur (29), avec le circuit de signalisation de la pression de charge (LS)
et l'autre connexion (13) est reliée à l'un des deux clapets de surpression (2, 3)
secondaires, lesquels sont réglés sur différentes valeurs limites, pour les deux courses
de déviation à partir de la position centrale ;
caractérisé en ce qu'une première structure de pontage (20), laquelle ne franchit que la première paire
de bornes (12, 13) dans le perçage, est prévue dans la circonférence du piston de
coulissement (R) en vue de la jonction par shuntage des connexions de la première
paire de bornes (12, 13), structure de pontage (20) au moyen de laquelle les connexions
de la première paire de bornes (12, 13) sont reliées entre elles par l'intermédiaire
d'une partie de la course de déviation du piston de coulissement (R) à partir de la
position centrale ;
caractérisé en ce qu'une deuxième paire de bornes (17, 18) est prévue dans le perçage (V), laquelle est
décalée de manière axiale par rapport à la première paire de bornes (12, 13), depuis
laquelle une connexion (18) est reliée de manière indirecte, de préférence par l'intermédiaire
d'un étrangleur (29), avec le circuit de signalisation de la pression de charge (LS)
et l'autre connexion (17) est reliée avec l'autre des deux clapets de surpression
(2, 3) secondaires ;
caractérisé en ce qu'une deuxième structure de pontage (24) de préférence un groupe de renfoncements de
pontage, lequel ne franchit que la deuxième paire de bornes (17, 18) dans le perçage,
est prévue dans la circonférence du piston de coulissement (R), avec un décalage axial
par rapport à la première structure de pontage (20) en vue de la jonction par shuntage
des connexions de la deuxième paire de bornes (17, 18), groupe de renfoncements de
pontage au moyen desquels les connexions de la deuxième paire de bornes (17, 18) sont
reliées entre elles à l'intérieur d'une autre partie de la même course de déviation
et, simultanément, les connexions de la première paire de bornes (12, 13) sont reliées
par l'intermédiaire de la première structure de pontage (20), de telle sorte que le
circuit de signalisation de la pression de charge (LS), qui se trouve à l'intérieur
de l'une des parties de la course de déviation, est relié à un clapet de surpression
secondaire et le circuit de signalisation de la pression de charge (LS), qui se trouve
à l'intérieur de l'autre partie de la course de déviation, est relié avec les deux
ou avec d'autres clapets de surpression (2, 3) secondaires.
5. Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que la connexion (12, 18) de chaque paire de bornes (12, 13 ; 17, 18), laquelle connexion
(12, 18) est reliée de manière indirecte avec le circuit de signalisation de la pression
de charge (LS), est reliée avec une face de pilotage d'une balance de pression pour
régulateur d'alimentation (4) qui est disposée dans une conduite de pompage (P) menant
à un raccordement de la pompe (16) du distributeur à tiroir (1) proportionnel.
6. Dispositif de commande selon tout au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression secondaire (35) est augmentée depuis une faible valeur limite (P2) à
une valeur limite (P1) plus élevée dans une partie d'extrémité (40) de la même course
de déviation (36) à partir de la position centrale.
7. Dispositif de commande selon tout au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression secondaire (35) est augmentée respectivement à une valeur limite (P1)
plus élevée dans une partie initiale (42) et dans une partie d'extrémité (40) de la
même course de déviation (36) à partir de la position centrale et une valeur limite
(P2) plus faible est réglée dans une partie intermédiaire (38, 41) qui se situe entre
la partie initiale et la partie d'extrémité.
8. Dispositif de commande selon tout au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression secondaire (35) est continuellement la valeur limite (P1, P2) la plus
élevée ou la plus faible à l'intérieur de la même course de déviation à partir de
la position centrale et caractérisé en ce que la valeur limite (P1, P2) est modifiée tout au moins une fois dans la course de déviation
opposée.
9. Dispositif de commande selon tout au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une faible valeur limite (P2) est réglée au niveau d'un clapet de surpression (3)
secondaire et caractérisé en ce qu'une valeur limite (P1) plus élevée est, soit réglée au niveau d'un autre clapet de
surpression (2) secondaire, soit correspond à une pression qui n'est limitée par aucun
clapet de surpression (2 ou 3) secondaire dans le circuit de signalisation de la pression
de charge (LS).
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