Wegeventilblock

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht von einem Wegeventil zum Einsatz in einer bedarfstromgeregelten Steueranordnung (Load Sensing Steuervorrichtung) nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art aus. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Wegeventilblock in bedarfstromgeregelter Ausführung

[0002] Ein Wegeventilblock wird in der Praxis z.B. in einer Arbeitshydraulik eines Fahrzeuges eingesetzt. Dabei wird beispielsweise ein sogenannter "Load Sensing" (LS) - Wegeventilblock zum Ansteuern von angeschlossenen Verbrauchern verwendet, wie er aus der deutschen Publikation Götz. W.: "Hydraulik in Theorie und Praxis", Bosch Schulung, OMEGON Fachliteratur 1997, Seite 266, bekannt ist. Bei dem LS-Wegeventilblock wird ein variabler Lastdruck in den Verbraucheranschlüssen abgetastet und in einer Regelung weiterverarbeitet. Der LS-Wegeventilblock weist mehrere Wegeventile auf, die parallel zueinander geschaltet sind, so daß mehrere Wegeventile gleichzeitig betätigbar sind. Um die Lastdrücke verschiedener Verbraucher zu trennen, werden die Wegeventile über Wechselventile ausgewählt und der jeweils höchste Druck einer Druckwaage in einer Anschlussplatte zugeführt. Diese Anordnung entspricht einem 3-Wege-Stromregler.

[0003] Die Verbraucheranschlüsse jedes Wegeventils des Wegeventilblocks können in einer Arbeitsstellung des Wegeventils entweder mit einem Steuerdruckanschluß Y, mit einem Rücklauf R und/oder mit einem Pumpenanschluß P verbunden werden.

[0004] Auf diese Weise können mit dem Wegeventilblock vorbestimmte Verbraucher mit Druckmittel versorgt werden, so dass z.B. eine Hubeinrichtung des Fahrzeuges oder dergleichen, in eine vorbestimmte Stellung bewegbar ist. Der bekannte LS-Wegeventilblock kann z. B. bei landwirtschaftlich genutzten Fahrzeugen wie Mähdreschern eingesetzt werden.

[0005] Eine hydraulische Steuereinrichtung für einen Hubantrieb beschreibt die DE-A-39 30 553. Die Steuereinrichtung ist als Wegeventilblock in Load-Sensing Technik ausgeführt. Ein Wegeventil ist mit einem Hubzylinder verbunden. In einer Senken-Stellung des Wegeventils wird von dem Zylinder zurückströmendes Öl über einen Ladekanal einer Druckwaage zugeführt, um einen Speicher aufzufüllen. In Abhängigkeit von dem Druck des zurückströmenden Öls und dem im Speicher herrschenden Druck wird das zurückströmende Öl durch die Druckwaage entweder einem Rücklauf oder dem Speicher zugeführt.

[0006] Eine Steuerhydraulik für einen Radlader ist in US-A-5 720 214 beschrieben. In einem ersten Steuerblock sind mehrere Wegeventile, die der Betätigung von Hub- und Kippzylindern der Schaufel dienen, in Form einer Drosselsteuerung verschaltet. Ein weiteres Wegeventil ist dem ersten Steuerblock in Serie nachgeschaltet, um ein zusätzliches Hubwerk zu betätigen.

[0007] Mit dem eingangs beschriebenen Wegeventilblock können aber auch Zusatzfunktionen an dem Fahrzeug ausgeführt werden. Beispielweise ist mit dem Wegeventilblock eine Drehzahlbegrenzung bei schneller Entlastung eines Antriebsmotors des Fahrzeuges möglich und/oder eine Federspeicher-Feststellbremse des Fahrzeuges lösbar.

[0008] Dazu wird bei dem bekannten Wegeventilblock der Steuerdruckanschluss, welcher in Neutralstellung zum Rücklauf entlastet ist, unter Druck gesetzt. Der Druckaufbau wird üblicherweise bei diesem Wegeventilblock durch ein zusätzliches Magnetwegeventil realisiert, welches zum Druckaufbau den Steuerdruckanschluß mit dem Pumpenanschluß P verbindet. Dieses zusätzliche Ventil kann z.B. ein aus der deutschen Publikation Götz. W.: "Hydraulik in Theorie und Praxis", Bosch Schulung, OMEGON Fachliteratur 1997, Seite 268, bekanntes LS-Sonderventil ohne Verbraucheranschlüsse sein, welches in einer vorbestimmten Stellung einen Speicher zum Ausführen von Zusatzfunktionen mit Druckmittel füllt.

[0009] Auch aus der DE 195 42 371 A1 ist eine Arbeitshydraulik mit einem LS-Wegeventilblock bekannt, welcher einen oder mehrere Verbraucher steuernde Wegeventile und eine mit den Wegeventilen verbundene Anschlußplatte, an die eine Pumpe angeschlossen ist, sowie eine Druckwaage in der Anschlußplatte aufweist, die einerseits mit Pumpendruck beaufschlagt ist und andererseits von einem an den Verbrauchern abgenommenen Signaldruck und einer Reglerfeder beaufschlagt ist. Bei dieser Lösung wirkt die LS-Hydraulik als Fahrzeugbremse. Der Wegeventilblock weist dazu ein zusätzliches 3/2-Magnetwegeventil in der Anschlußplatte auf. Das 3/2-Magnetwegeventil stellt eine Verbindung zwischen dem Steuerdruckanschluß Y und dem Pumpendruckanschluß P zum Druckaufbau her. Auch bei diesem bekannten LS-Wegeventilblock ist somit ein zusätzliches Magnetwegeventil zum Druckaufbau erforderlich.

[0010] Bei den bekannten Wegeventilblöcken ergibt sich somit der Nachteil, daß jeweils ein zusätzliches Wegeventil vorgesehen ist, um den erforderlichen Druckaufbau zum Ausführen von Zusatzfunktionen mit der Arbeitshydraulik zu gewährleisten. Dies bedeutet, daß zusätzlicher Bauraum für das weitere Magnetwegeventil bzw. Ventil und die dazugehörigen Verbindungsleitungen in dem Wegeventilblock vorgesehen sein müssen. Dadurch werden bei dem bekannten Wegeventilblock in nachteiliger Weise insbesondere die Herstellungskosten negativ beeinflusst.

[0011] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Wegeventilblock bzw. eine Arbeitshydraulik anzugeben, bei denen eine Druckerhöhung für das Ausführen von Zusatzfunktionen auf einfache Weise durchführbar ist und die kostengünstig in der Herstellung sind.

[0012] Diese Aufgabe wird durch einen Wegeventilblockmit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Arbeitshydraulik mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst.

[0013] Der erfindungsgemäße Wegeventilblock mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein bereits vorhandenes Wegeventil zum Druckaufbau für Zusatzfunktionen benutzt werden kann, so dass hierfür kein zusätzliches Ventil erforderlich ist. Damit werden nicht nur weniger Leitungen und Bauraum benötigt, sondern die Kosten insgesamt gesenkt.

[0014] Somit kann das Wegeventil einerseits die herkömmlichen Funktionen, d.h. das Versorgen der angeschlossenen Verbraucher ermöglichen, und andererseits in einer des Weiteren vorgesehenen Stellung einen Druckaufbau in einem Speicher ermöglichen, um vorbestimmte Zusatzfunktionen mit der Arbeitshydraulik des Fahrzeuges ausführen zu können.

[0015] Mit dem erfindungsgemäßen Wegeventilblock kann vorzugsweise eine Federspeicher-Feststellbremse des Fahrzeuges und/oder eine Drehzahlbegrenzung bei schneller Entlastung des Antriebsmotors des Fahrzeuges oder dergleichen als Zusatzfunktionen ausgeführt werden, ohne daß konstruktive Änderungen an dem erfindungsgemäßen Wegeventilblock vorgenommen werden müssen.

[0016] Das erfindungsgemäß ausgestattete Wegeventil kann in den Wegeventilblock bzw. in die Arbeitshydraulik des Fahrzeuges integriert sein. Selbstverständlich können auch mehrere Wegeventile mit einer derartigen Zwischenstellung, bei der die Verbraucher nicht mit dem Wegeventil verbunden sind, ausgerüstet sein.

[0017] Das Funktionsprinzip des erfindungsgemäßen Wegeventilblocks, bei dem die Druckerzeugung für Zusatzfunktionen ohne zusätzliche Bauteile mit einer Schiebervariante kostengünstig mit Hilfe der Ansteuerelektronik im Wegeventilblock integrierbar ist, ist auf alle elektrisch betätigten LS-Wegeventile übertragbar.

[0018] Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

[0019] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 ein vereinfachtes Schaltbild eines erfindungsgemäßen Wegeventilblocks;

Figur 2 eine Detailansicht eines Wegeventils mit zusätzlicher Zwischenstellung; und

Figur 3 eine Steuerfolge des Wegeventils in einem Diagramm, in dem der Pumpendruck und der Volumenstrom über einen Magnetstrom dargestellt sind.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

[0020] In Figur 1 ist ein vereinfachtes Schaltbild eines erfindungsgemäßen Wegeventilblockes 1 dargestellt, wie er für Anwendungsfälle in der Mobilhydraulik, wo mehrere Funktionen nacheinander oder gleichzeitig über Wegeventile zu steuern sind, eingesetzt wird. In üblicher Weise weist der Wegeventilblock 1 eine Anschlußplatte 2 und eine Endplatte 3 auf, über die der Zulauf und Rücklauf erfolgt. Die Anschlußplatte 2 enthält ein Druckbegrenzungsventil 4 und eine Druckwaage 5, die mit einer an die Anschlußplatte 2 angeschlossenen Pumpe 6 verbunden ist.

[0021] Der vorliegende Wegeventilblock 1 stellt einen sogenannten LS(Load Sensing)-Wegeventilblock dar, wobei "Last fühlend" bedeutet, daß der variable Lastdruck in den Verbraucheranschlüssen abgetastet wird und in einer Regelung weiterverarbeitet wird.

[0022] Der Wegeventilblock 1 weist vorliegend zwei Wegeventile 7 und 8 auf, welche parallel zueinander liegen. Zur Trennung der Lastdrücke verschiedener Verbraucher werden diese über Wechselventile 11 ausgewählt, wobei der jeweils höchste Druck der Druckwaage 5 zugeführt wird. Diese Ausgestaltung in der Art eines Drei-Wege-Stromreglers, bietet wesentliche Vorteile für den praktischen Betrieb.

[0023] Die Wegeventile 7, 8 haben jeweils Verbraucheranschlüsse A und B, einen Rücklauf R, einen Pumpenanschluß P und einen Steuerdruckanschluß Y. Das Wegeventil 7 weist drei Stellungen auf, wobei eine Neutralstellung mit 0 und die beiden Arbeitsstellungen mit I und II bezeichnet sind.

[0024] Das Wegeventil 8 weist neben den Stellungen 0, I, II eine zusätzliche Zwischenstellung III auf. Bei dieser Zwischenstellung III sind die Verbraucheranschlüsse A, B verschlossen und der Steuerdruckanschluß Y mit dem Pumpendruckanschluß P verbunden. In der Zwischenstellung III kann ein über die Endplatte 3 an den Wegeventilblock 1 angeschlossener Speicher 9 mit Druckmittel über das Wegeventil 8 befüllt werden. Dadurch wird in dem Speicher 9 ein Druck aufgebaut, um mit dem erfindungsgemäßen Wegeventilblock 1 Zusatzfunktionen an dem Fahrzeug ausführen zu können. Der Druckaufbau in dem Speicher 9 erfolgt in Abhängigkeit von einem entsprechenden Signal eines Druckschalters 10, der mit dem Wegeventilblock 1 gekoppelt ist.

[0025] Figur 2 zeigt einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Wegeventilblocks 1, bei dem das Wegeventil 8 mit der Zwischenstellung III dargestellt ist.

[0026] In Figur 3 ist ein Diagramm dargestellt, bei dem eine vorbestimmte Steuerfolge 0-I-II des Wegeventils 8 gezeigt ist. Bei dieser Ansteuerung wird zunächst aus der Neutralstellung 0 in die Zwischenstellung III und dann in die Arbeitsstellung I geschaltet. Das Diagramm zeigt den Pumpendruck(P_d)-Volumenstrom(Q)-Verlauf über einen Magnetstrom (I) zum Ansteuern des Proportional-Wegeventils 8. Ein Ansprechstrom I1 zum Druckaufbau in dem Speicher 9 hat einen ausreichenden Abstand zum Beginn einer Arbeitsfunktion I2. In der Zwischenstellung III wird ein maximaler Pumpendruck bzw. Druckbegrenzungsventil(DBV)-Druck P_DBV erreicht, welcher in der Arbeitsstellung I auf einen erforderlichen Lastdruck P_Last absinkt, sobald ein Ölstrom zu einem Verbraucher fließt.

[0027] Wie der Figur 3 zu entnehmen ist, steigt der Volumenstrom Q in der Arbeitsstellung I des Wegeventils 8 kontinuierlich an, bis der Verbraucher mit Öl versorgt ist, und weist dann einen konstanten Verlauf auf.

Ansprüche

1. Wegeventilblock in bedarfstromgeregelter Ausführung mit mehreren Wegeventilen (7, 8) zum Ansteuern wenigstens eines hydraulischen Verbrauchers, und mit einer Einrichtung zum Druckaufbau für ein Ausführen von Zusatzfunktionen,
wobei eines der Wegeventile (8) einen Verbraucheranschluss (A) zur Verbindung mit dem hydraulischen Verbraucher, einen Pumpenanschluss (P), einen Rücklaufanschluss (R), einen Steuerdruckanschluss (Y) und einen Ventilschieber aufweist,
wobei in einer ersten Stellung (I) des Ventilschiebers der Pumpenanschluss (P) mit dem Verbraucheranschluss (A) verbunden ist und der am Verbraucheranschluss (A) herrschende Lastdruck am Steuerdruckanschtuss ansteht und
wobei in einer zweiten Stellung (II) des Ventilschiebers der Verbraucheranschluss (A) mit dem Rücklaufanschluss (R) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine dritte Stellung (III) des Ventilschiebers zum Druckaufbau für das Ausführen von Zusatzfunktionen vorgesehen ist, in der der Verbraucheranschluss (A) abgesperrt und der Steuerdruckanschluss (Y) mit dem Pumpenanschluss (P) verbunden ist.

2. Wegeventilblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass des Weiteren eine Neutralstellung (0) des Ventilschiebers, bei der Steuerdruckanschluss (Y) über den Rücklaufanschluss (R) druckentlastet ist, vorgesehen ist.

3. Arbeitshydraulik mit einem Wegeventilblock nach Anspruch 1 oder 2 und einen an eine Zulaufleitung des Wegeventilblocks angeschlossenen Speicher.

Claims

1. Directional valve block in a demand-feed-regulated embodiment having a plurality of directional valves (7, 8) for controlling at least one hydraulic actuator, and having a device for building up pressure for carrying out additional functions,
one of the directional valves (8) having an actuator connection (A) for connection to the hydraulic actuator, a pump connection (P), a return connection (R), a control pressure connection (Y) and a valve slide,
the pump connection (P) being connected to the actuator connection (A), and the load pressure prevailing at the actuator connection (A) being present at the control pressure connection (Y), when the valve slide is in a first position (I) and
the actuator connection (A) being connected to the return connection (R) when the valve slide is in a second position (II),
characterized in that
a third position (III) of the valve slide for building up pressure for carrying out additional functions is provided, in which the actuator connection (A) is blocked and the control pressure connection (Y) is connected to the pump connection (P).

2. Directional valve block according to Claim 1, characterized in that, in addition, a neutral position (0) of the valve slide is provided, in which the control pressure connection (Y) is relieved of pressure via the return line (R).

3. Working hydraulics having a directional valve block according to Claim 1 or 2 and an accumulator which is connected to a feed line of the directional valve block.

Revendications

1. Bloc-distributeur réalisé avec une régulation en fonction du courant nécessaire, comprenant plusieurs distributeurs (7, 8) pour commander au moins un récepteur hydraulique, et comprenant un dispositif d'élévation de pression pour réaliser des fonctions supplémentaires,
dans lequel
l'un des distributeurs (8) présente une connexion de récepteur (A) pour être relié au récepteur hydraulique, une connexion de pompe (P), un orifice de retour (R), une connexion de pression de commande (Y) et un tiroir de soupape,
la connexion de pompe (P) est reliée à la connexion de récepteur (A) dans une première position (I) du tiroir de soupape et la pression de charge régnant sur la connexion de récepteur (A) reste sur la connexion de la pression de commande (Y), et
la connexion du récepteur (A) est reliée à l'orifice de retour (R) dans une deuxième position (II) de la soupape à tiroirs,
caractérisé en ce qu'
une troisième position (III) du tiroir de soupape est prévue pour élever la pression afin de réaliser des fonctions supplémentaires, et dans cette position la connexion du récepteur (A) est bloquée et la connexion de la pression de commande (Y) est reliée à la connexion de pompe (P).

2. Bloc-distributeur selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'
on prévoit en outre une position neutre (0) du tiroir de soupape dans laquelle la connexion de la pression de commande (Y) est libérée de la pression par l'intermédiaire de l'orifice de retour (R).

3. Système de travail hydraulique comprenant un bloc-distributeur selon la revendication 1 ou 2 et un accumulateur connecté à une conduite d'alimentation du bloc-distributeur.

Zeichnung