Hydraulische Steuereinrichtung

Abstract

 Es wird eine hydraulische Steuereinrichtung (10) zur lastdruckun­abhängigen Steuerung eines Motors vorgeschlagen, die mit geringem Aufwand auf unterschiedliche Pumpensysteme umstellbar ist. Die Steuereinrichtung (10) hat als Druckwaage ein 2-Wege-Drosselventil (26) mit Weiterlaufschaltung (24, 25), in deren Querverbindung (35) zur Rücklaufseite (23, 33) hydraulische Sperrmittel (36) angeordnet sind, die in Sperrstellung die Funktion der Druckwaage blockieren. Die Steuereinrichtung (10) eignet sich zur Steuerung hydraulischer Funktionen auf Mobil-Maschinen, die von Schleppern mit unterschied­lichen Druckmittelversorgungssystemen wie Konstantpumpe (12) oder Verstellpumpe (45) mit Druckmittel versorgt werden.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuereinrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung wenigstens eines hydraulischen Motors nach der Gattung des Hauptanspruchs.

[0002] Es ist schon eine solche hydraulische Steuereinrichtung aus der US-PS 3 774 635, insbesondere Figur 6 und 7, bekannt, die in der so­genannten LS-Technik ausgebildet ist und wahlweise im Zusammenhang mit einer Konstantpumpe oder mit einer Verstellpumpe zur Druckmit­telversorgung verwendbar ist. Diese Steuereinrichtung weist bereits ein als Druckwaage arbeitendes, in einen Nebenschlußkanal geschalte­tes 2-Wege-Drosselventil sowie einen Steuerdruckanschluß auf, von dem ein maximaler Lastdruck extern zu einem Regler der Verstellpumpe führbar ist. Solche Steuereinrichtungen werden auch bei gezogenen Mobil-Maschinen, wie z.B. Erntemaschinen, verwendet, auf denen hy­draulische Steuerfunktionen installiert sind. Diese gezogenen Ma­schinen werden über Schlauchkupplungen hydraulisch mit der Zug­maschine, insbesondere einem Schlepper verbunden und von deren Pum­pensystem gespeist. Nun weisen verschiedene Schlepper auch verschie­dene Pumpensysteme auf. Dies kann eine Konstantpumpe mit Neutralum­lauf, eine bei LS-Technik verwendete Druck-Strom-geregelte Verstell­ pumpe oder eine im Konstantdrucksystem verwendete druckgeregelte Verstellpumpe sein. Werden also die Zugmaschinen gewechselt, so muß eine auf der gezogenen Mobil-Maschine installierte Steuereinrichtung durch möglichst geringe Maßnahmen für diese verschiedenen Pumpen­systeme umstellbar sein. Von Nachteil ist nun, daß bei der vorbe­kannten Steuereinrichtung für diese Umstellung Eingriffe in die Steuereinrichtung notwendig sind, die einen relativ hohen Aufwand erfordern. So muß bei einer Umstellung von einem Konstantpumpen­system auf eine Verstellpumpe anstelle des Drosselventils ein Druck­begrenzungsventil vorgesehen werden, wobei auch im Verlauf des Steuer-Druckleitungssystems Änderungen notwendig sind. Zudem weist diese Steuereinrichtung lediglich einen Rücklaufanschluß auf, der nicht als Weiterlaufanschluß verwendbar ist.

[0003] Ferner sind aus der DE-OS 22 31 217 und der US-PS 3 989 062 hydrau­lische Steuereinrichtungen zur lastdruckunabhängigen Steuerung meh­rerer hydraulischer Motoren bekannt, bei denen als Druckmittelquelle neben einer Konstantpumpe auch Verstellpumpen verwendet werden. Auch hier sind Umstellungen von einem System auf das andere System nur mit relativ aufwendigen Eingriffen in die Steuereinrichtung möglich, so daß es sich zur Verwendung bei gezogenen Mobil-Maschinen schlecht eignet.

Vorteile der Erfindung

[0004] Die erfindungsgemäße hydraulische Steuereinrichtung mit den kenn­zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor­teil, daß sie durch Verwendung von extern ansteuerbaren Sperrmit­teln auf einfache, sichere und kostengünstige Weise auf unterschied­liche Pumpensysteme umstellbar ist. Dabei kann durch extern oder intern vorgesehene hydraulische Sperrmittel die Funktion des als Druckwaage arbeitenden Drosselventils erhalten oder blockiert wer­den, um eine Anpassung an die unterschiedlichen Pumpensysteme zu er­ reichen, ohne daß hierbei Eingriffe in den Wegeventilblock selbst notwendig werden. Die umstellbare Steuereinrichtung eignet sich daher besonders zum Einsatz im rauhen, landwirtschaftlichen Betrieb.

[0005] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Steuereinrichtung möglich. Sie begünstigen eine Steuer­einrichtung, bei der die Umstellung mit geringen Maßnahmen, kosten­günstig und sicher gegen Bedienungsfehler durchführbar ist. Beson­ders vorteilhaft ist eine Ausbildung nach Anspruch 2, da sich eine Weiterlaufschaltung gut mit einem Baukastensystem realisieren läßt. Ferner ist es nach Anspruch 9 zweckmäßig, das Drosselventil selbst für die Sperrfunktion zu verwenden.

Zeichnung

[0006] Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge­stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 als erstes Ausführungsbeispiel eine Steuereinrichtung für lastdruckunabhängige Steuerung zur Verwendung mit einer Kon­stantpumpe in vereinfachter Darstellung und

Figur 2 die Steuerein­richtung nach Figur 1 bei Verwendung einer Regelpumpe,

Figur 3 einen Teil einer zweiten Steuereinrichtung mit Konstantpumpe und

Figur 4 die zweite Steuereinrichtung umgestellt auf einen Betrieb mit Ver­stellpumpe,

Figur 5 einen Teil einer dritten Steuereinrichtung für Konstantpumpen-Betrieb und

Figur 6 die dritte Steuereinrichtung um­gestellt auf Regelpumpen-Betrieb.

Figur 7 und 8 zeigen einen Teil einer vierten Steuereinrichtung für Konstant- bzw. Regelpumpe, wo­bei das Drosselventil selbst die Sperrfunktion übernimmt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0007] Die Figur 1 zeigt eine erste Steuereinrichtung 10, die im wesent­lichen aus einem Wegeventilblock 11 und einer als Druckmittelquelle dienenden Konstantpumpe 12 besteht.

[0008] Der Wegeventilblock 11 ist zur lastdruckunabhängigen Steuerung zweier Verbraucher ausgebildet und weist zu diesem Zweck ein ein­fachwirkendes, erstes Wegeventil 13 sowie ein doppeltwirkendes zwei­tes Wegeventil 14 auf, die zwischen eine Anschlußplatte 15 und eine Endplatte 16 geflanscht sind. Die beiden Wegeventile 13, 14 sind mit ihren Zulaufanschlüssen 17 parallel zueinander an einen Zulaufkanal 18 angeschlossen, der von einem mit P bezeichneten Pumpenanschluß 19 in der Anschlußplatte 15 ausgeht und den Wegeventilblock 11 durch­zieht. Ferner sind beide Wegeventile 13, 14 mit ihren Ablaufan­schlüssen 21 parallel an einen Rücklaufkanal 22 angeschlossen, der zu einem mit R bezeichneten Rücklaufanschluß 23 in der Anschlußplat­te 15 führt.

[0009] In der Anschlußplatte 15 zweigt von dem Zulaufkanal 18 ein Neben­schlußkanal 24 ab, der zu einem mit W bezeichneten Weiterlaufan­schluß 25 in der Anschlußplatte 15 führt. In diesen Nebenschlußkanal 24 ist ein als Druckwaage arbeitendes 2-Wege-Drosselventil 26 ge­schaltet. Für die Funktion als Druckwaage ist das Drosselventil 26 in an sich bekannter Weise von einer Feder und in entgegengesetzter Richtung von einer Druckdifferenz beaufschlagbar, die über eine Meß­drosselstelle in den jeweiligen Wegeventilen 13, 14 beim Steuern der angeschlossenen hydraulischen Verbraucher wirksam ist. Zu diesem Zweck sind die Wegeventile 13, 14 sowie das Drosselventil 26 in ein an sich bekanntes Steuerleitungssystem 27 geschaltet, das im Betrieb den jeweils maximalen Lastdruck auswählt und zum Drosselventil 26 führt. Dieser maximale Lastdruck steht auch in einem mit Y bezeich­neten Steuerdruckanschluß 28 zur Verfügung; dieser Steuerdruckan­schluß Y ist bei der Steuereinrichtung 10 mit einer Schraube 29 nach außen hin abgesperrt.

[0010] Das Steuerleitungssystem 27 ist über die Endplatte 16 zum Rücklauf­kanal 22 entlastet. Ferner ist im Steuerleitungssystem 27 ein Druck­begrenzungsventil 31 vorgesehen, das zusammen mit dem Drosselventil 26 eine vorgesteuerte Druckbegrenzungsfunktion ausübt.

[0011] Von den in der Anschlußplatte 15 liegenden Anschlüssen steht der Pumpenanschluß 19 über eine Druckleitung 32 mit der Druckseite der Konstantpumpe 12 in Verbindung, während vom Rücklaufanschluß 23 eine Rücklaufleitung 33 zu einem Tank 34 führt. Der Weiterlaufanschluß 25 steht über eine hydraulische Querverbindung 35 mit der Rücklauflei­tung 33 in Verbindung, wobei in diese Querverbindung 35 ein Zwei­wege-Hahn 36 geschaltet ist, der seine in Figur 1 gezeichnete Auf-Stellung einnimmt.

[0012] Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 wird wie folgt erläutert, wobei die grundsätzliche Funktion der lastdruckunabhängigen Steue­rung als an sich bekannt vorausgesetzt wird.

[0013] Befinden sich die Steuerschieber der beiden Wegeventile 13 und 14 jeweils in ihren gezeichneten Mittelstellungen 37, so sind die Zu­laufanschlüsse 17 blockiert und die federbelastete Stirnseite eines Drosselschiebers im Drosselventil 26 über das Steuerleitungssystem 27 zum Rücklaufkanal 22 entlastet. Das von der Konstantpumpe 12 in den Zulaufkanal 18 geförderte Druckmittel öffnet das Drosselventil 26, so daß der gesamte Druckmittelstrom über den Nebenschlußkanal 24 und den Weiterlaufanschluß 25 sowie die Querverbindung 35 mit dem geöffneten Hahn 36 zum Tank 34 abströmen kann. Die Konstantpumpe fördert dabei gegen einen relativ niedrigen, vom Drosselventil 26 beeinflußten Umlaufdruck.

[0014] Wird einer der Steuerschieber der Wegeventile 13, 14 in eine seiner Arbeitsstellungen 38 bzw. 39 ausgelenkt, so fließt ein Druckmittel­strom von der Konstantpumpe 12 über einen der Motoranschlüsse 41 zu einem der nicht näher gezeichneten hydraulischen Motoren. Der je­weils herrschende Lastdruck wird dabei über das Steuerleitungssystem 27 zum Drosselventil 26 zurückgeführt, so daß es als Druckwaage ar­beiten kann, indem es den über den Nebenschlußkanal 24 abströmenden Teilstrom entsprechend androsselt. Durch den in seiner offenen Stel­ lung befindlichen 2-Wege-Hahn 36 wird dabei gewährleistet, daß die Funktion der Druckwaage erhalten bleibt. Vom Motor über ein Wegeven­til 13 bzw. 14 zurückströmendes Druckmittel kann dabei unabhängig von der Querverbindung 35 über den Rücklaufkanal 22 zum Tank 34 ab­strömen.

[0015] Die Figur 2 zeigt nun die erste Steuereinrichtung 10 nach Figur 1 nach ihrer Umstellung auf ein anderes Pumpensystem, wenn anstelle einer Konstantpumpe eine Verstellpumpe 45 benutzt wird. Für diese Umstellung wird lediglich am Steuerdruckanschluß Y die Verschluß­schraube 29 entfernt und dieser Anschluß 28 über eine Steuerlei­tung 46 mit der Regeleinrichtung der Verstellpumpe 45 verbunden. Ferner wird der in der Querverbindung 35 liegende Hahn 36 in seine gezeichnete Sperrstellung gedreht. Mit diesen einfachen und kosten­günstig durchführbaren Maßnahmen wird erreicht, daß durch die Ab­sperrung des Nebenschlußkanals 24 das Drosselventil 26 in seiner Funktion blockiert ist. Eine lastdruckkompensierte Steuerung kann nun in an sich bekannter Weise mit den Wegeventilen 13 und 14 in Verbindung mit der lastdruckgeregelten Verstellpumpe 45 vorgenom­men werden. Ein besonderer Eingriff oder ein Umbau im Wegeventil­block 11 selbst ist für diese Umstellung auf ein anderes Pumpen­system nicht erforderlich.

[0016] Die Figur 3 zeigt einen Teil einer zweiten Steuereinrichtung 50, die ebenfalls für einen Betrieb mit Konstantpumpe vorgesehen ist und die sich von der ersten Steuereinrichtung 10 nach Figur 1 wie folgt un­terscheidet, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden:

[0017] Bei der zweiten Steuereinrichtung 50 sind in die Druckleitung 32, die Rücklaufleitung 33 und die Querverbindung 35 untereinander gleiche, erste Steckkupplungen 51 eingesetzt, über welche offene Druckmittelverbindungen in den betreffenden Leitungen hergestellt werden. Der 2-Wege-Hahn 36 bei der ersten Steuereinrichtung 10 entfällt bei der zweiten Steuereinrichtung 50. Anstelle einer Ver­schlußschraube übernimmt eine extern angeordnete zweite Steckver­bindung 52 das Absperren des Steuerdruckanschlusses Y. Die Funktion dieser zweiten Steuereinrichtung 50 entspricht derjenigen der ersten Steuereinrichtung 10 nach Figur 1.

[0018] Die Figur 4 zeigt nun die zweite Steuereinrichtung 50 nach ihrer Um­stellung für einen Betrieb mit Verstellpumpe 45. Dies läßt sich ein­fach dadurch erreichen, daß der Steuerdruckanschluß Y ebenfalls über eine erste Steckkupplung 51 und die Steuerleitung 46 mit der Regel­einrichtung der Verstellpumpe 45 verbunden wird, während die Quer­verbindung 35 durch eine dritte Steckkupplung 53 blockiert wird. Die dritte Steckkupplung 53 läßt sich sehr einfach durch eine doppelte Anordnung der zweiten Steckkupplung 52 erreichen, so daß die Umstel­lung lediglich durch Öffnen bzw. Verbinden von Steckkupplungen durchführbar ist. Die Funktion der zweiten Steuereinrichtung 50 mit Verstellpumpe 45 entspricht derjenigen der ersten Steuereinrichtung 10 nach Figur 2. Auch diese Umstellung mit Hilfe von außerhalb des Wegeventilblocks 11 angeordneten Steckverbindungen läßt sich durch die Verwendung von Normteilen kostengünstig sowie einfach und sicher vornehmen.

[0019] Die Figur 5 zeigt einen Teil einer dritten Steuereinrichtung 60, die sich von den vorhergehenden Steuereinrichtungen 10, 50 wie folgt un­terscheidet, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden.

[0020] Bei der dritten Steuereinrichtung 60 ist die Querverbindung 35 vom Weiterlaufanschluß 25 zum Rücklaufanschluß 23 in die Anschlußplatte 15 hinein verlegt. In diese intern im Wegeventilblock 11 verlaufende Querverbindung 35 ist der 2-Wege-Hahn 36 geschaltet. In der Druck­leitung 32, der Rücklaufleitung 33 sind wiederum erste Steckkupplun­ gen 51 angeordnet, während der Steuerdruckanschluß Y durch eine zweite Steckkupplung 52 abgesperrt wird. Ferner ist nun der Weiter­laufanschluß 25 durch einen Verschlußstopfen 61 nach außen abge­sperrt. Die Funktion der dritten Steuereinrichtung 60 nach Figur 5 entspricht der ersten Steuereinrichtung 10 nach Figur 1.

[0021] Die Figur 6 zeigt die dritte Steuereinrichtung 60 umgestellt auf einen Betrieb mit Verstellpumpe 45. Zu diesem Zweck wird der intern angeordnete 2-Wege-Hahn 36 in seine Sperrstellung gebracht und der Steuerdruckanschluß Y über eine erste Steckkupplung 51 und eine Steuerleitung 46 mit der Regeleinrichtung der Verstellpumpe 45 ver­bunden. Auch die dritte Steuereinrichtung 60 nach Figur 6, deren Funktion der Funktion der ersten Steuereinrichtung 10 nach Figur 2 entspricht, läßt sich mit wenigen und geringen Handgriffen auf unterschiedliche Pumpensysteme mit Konstantpumpe oder Verstellpumpe umstellen.

[0022] Die Figuren 7 und 8 zeigen jeweils einen Teil einer vierten Steuer­einrichtung 70 für Konstant- bzw. Verstellpumpen-Betrieb, die sich von der zweiten Steuereinrichtung 50 wie folgt unterscheiden, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

[0023] Bei der vierten Steuereinrichtung 70 ist anstelle einer Weiterlauf­schaltung der Ausgang 71 des Drosselventils 26 mit dem Rücklaufan­schluß 23 verbunden. In die Steuerverbindung 72 ist ein 3/2-Magnet­ventil 73 geschaltet, das eine Druckkammer des Drosselventils 26 zum Rücklaufanschluß 23 entlasten kann. Das 3/2-Magnetventil 73 wird über einen elektromechanischen Schalter 74 angesteuert, der den Steckverbindungen 51, 52 am Steueranschluß 28 zugeordnet und von diesem betätigbar ist. In Figur 7 bei Konstantpumpen-Betrieb befin­det sich das Magnetventil 73 in seiner Ruhestellung und das Drossel­ventil 26 kann normal als Druckwaage arbeiten. In Figur 8 bei Regel­pumpen-Betrieb wird der Schalter 74 und das Magnetventil 73 betä­tigt, wodurch die Funktion des Drosselventils 26 gesperrt ist.

[0024] Selbstverständlich sind an den gezeigten Ausführungsformen Änderun­gen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So kann bei den Verstellpumpen neben einem LS-System auch ein Konstantdruck­system Verwendung finden.

Ansprüche

1. Hydraulische Steuereinrichtung zur lastdruckunabhängigen Steue­rung wenigstens eines hydraulischen Motors mit wenigstens einem Wegeventil, dessen Zulaufanschluß in einer Mittelstellung gesperrt ist und bei dem mindestens ein Motoranschluß in Arbeitsstellungen abwechselnd mit dem Zulaufanschluß oder mit einem Tank verbindbar ist und mit einem vom Zulaufanschluß des Wegeventils zu einem Pum­penanschluß führenden Zulaufkanal, von dem ein Nebenschlußkanal ab­zweigt und zu einem als Druckwaage arbeitenden Drosselventil führt, das zum lastdruckkompensierten Steuern eines Volumenstroms zum Motor dient und über ein Steuerleitungssystem mit dem Lastdruck des Motors beaufschlagbar ist, wobei das Steuerleitungssystem einen Steuer­druckanschluß aufweist, und mit einem Rücklaufanschluß in der Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß extern ansteuerbare, das Drosselventil (26) hydraulisch blockierende Sperrmittel (36; 51, 53; 73, 74) angeordnet sind.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Rücklaufanschluß (23) getrennter Weiterlaufanschluß (25) vorgesehen ist, zu dem der Nebenschlußkanal (24) stromabwärts vom Drosselventil (26) geführt ist, daß eine hydraulische Querverbindung (35) vom Weiterlaufanschluß (25) zum Rücklaufanschluß (23) angeord­net ist und in diese Querverbindung hydraulische Sperrmittel (36; 51, 53) geschaltet sind.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel als 2-Wege-Hahn (36) ausgebildet sind.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel als Steckverbindung (51, 53) ausgebildet sind, mit denen die Querverbindung (35) wahlweise offen oder blockierbar ist.

5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß das Drosselventil (26) ein 2Wege-2Stellungs-Ventil ist.

6. Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Querverbindung (35) in einer Anschlußplatte (15) angeordnet ist, die den Pumpenanschluß (19), den Rücklaufanschluß (23), den Steuerdruckanschluß (28) und den Weiterlaufanschluß (25) aufweist.

7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Druckmittelquelle eine Konstantpumpe (12) ist, die Sperrmittel (36; 51) ihre offene Stellung aufweisen und der Steuerdruckanschluß (28) blockiert ist.

8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Druckmittelquelle eine Verstellpumpe (45) ist, deren Regeleinrichtung mit dem Steuerdruckanschluß (28) Verbindung hat und die Sperrmittel (36; 53) ihre geschlossene Stellung aufwei­sen.

9. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Ausgang des Drosselventils mit dem Rücklaufanschluß verbunden ist, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Sperrmittel als ein das Drosselventil (26) vorsteuerndes 3/2-Magnetventil (73) und als elektrischer Schalter (74) ausgebildet sind, der von einer dem Steueranschluß (28) zuge­ordneten Steckverbindung (51, 52) betätigbar ist.

Zeichnung