VENTILANORDNUNG FÜR EINEN FAHRANTRIEB

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung (10) zur Verwendung mit wenigstens zwei ersten Aktuatoren (11), einer Pumpe (20) und einer Druckfluidsenke (13), wobei jedem ersten Aktuator (11) ein erstes Steuerventil (30) und eine erste Druckwaage (40) zugeordnet sind, wobei jedes erste Steuerventil (30) jeweils eine verstellbare erste Blende (31) aufweist, mit welcher die Bewegungsgeschwindigkeit des betreffenden ersten Aktuators (11) einstellbar ist.
Erfindungsgemäß ist den ersten Aktuatoren (11) ein gemeinsamer Stromregler (60) zugeordnet, wobei jedem ersten Aktuator ein Fluidströmungspfad zugeordnet ist, welcher ausgehend von der Pumpe (20), weiter über die jeweilige erste Blende (31), weiter über die jeweilige erste Druckwaage (40), weiter über den jeweiligen ersten Aktuator (11), weiter über den gemeinsamen Stromregler (60) zur Druckfluidsenke (13) führt, wobei die erste Druckwaage (40) so eingerichtet ist, dass sie einen Druck zwischen sich und der betreffenden ersten Blende (31) auf einen höchsten Lastdruck (42) einregelt, welcher ausschließlich unter Einbeziehung aller erster Aktuatoren (11) gebildet wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zu deren Betrieb.

[0002] Eine entsprechende Ventilanordnung ist aus der US 5 305 789 bekannt. Diese Ventilanordnung soll zur Verwendung in einem hydraulischen Fahrantrieb weitergebildet werden.

[0003] Bei einem Fahrantrieb wird die Drehgeschwindigkeit der Räder typischerweise im Zulauf eingestellt. Darüber hinaus muss insbesondere bei einem Fahrantrieb im offenen hydraulischen Kreis eine Begrenzung des zum Tank zurückfließenden Volumenstroms erfolgen, damit das Fahrzeug bei Bergabfahrt nicht unkontrolliert beschleunigt. Eine entsprechende Ventilanordnung ist aus der EP 1 355 065 B1 bekannt. Dabei ist entweder die Regelung im Zulauf oder die Regelung im Rücklauf hydraulisch wirksam. Speziell beim Übergang zwischen den Betriebszuständen Zulaufregelung bzw. Rücklaufregelung kommt es in der Folge zu Instabilitäten.

[0004] Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Ventilanordnung besteht darin, dass derartige Instabilitäten vermieden werden. Weiter ist die Ventilanordnung einfach aufgebaut. Darüber hinaus können alle Räder des Fahrantriebs gesondert mit entsprechenden ersten Aktuatoren angetrieben werden. Insbesondere bei Geradeausfahrt ist der synchrone Lauf aller ersten Aktuatoren sichergestellt und zwar sowohl bei Bergauffahrt und als auch Bergabfahrt.

[0005] Gemäß dem selbständigen Anspruch wird vorgeschlagen, dass den ersten Aktuatoren ein gemeinsamer Stromregler zugeordnet ist, wobei jedem ersten Aktuator ein Fluidströmungspfad zugeordnet ist, welcher ausgehend von der Pumpe, weiter über die jeweilige erste Blende, weiter über die jeweilige erste Druckwaage, weiter über den jeweiligen ersten Aktuator, weiter über den gemeinsamen Stromregler zur Druckfluidsenke führt, wobei die erste Druckwaage so eingerichtet ist, dass sie einen Druck zwischen sich und der betreffenden ersten Blende auf einen höchsten Lastdruck einregelt, welcher ausschließlich unter Einbeziehung der ersten Aktuatoren gebildet wird.

[0006] Die Ventileinrichtung ist zur Verwendung mit einem Druckfluid vorgesehen, bei dem es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit und höchst vorzugsweise um Hydrauliköl handelt. Vorzugsweise hat die Ventilanordnung einen Pumpenanschluss zum Anschluss der Pumpe, einen Rücklaufanschluss zum Anschluss der Druckfluidsenke und für jeden ersten Aktuator zwei Arbeitsanschlüsse. Im Fall eines offenen hydraulischen Kreises ist die Druckfluidsenke ein Tank, aus dem die Pumpe Druckfluid ansaugt. Im Falle eines geschlossenen hydraulischen Kreises ist die Druckfluidsenke ein Sauganschluss der Pumpe. Die erste Blende kann von zwei gesonderten Steuerkanten gebildet werden, wobei abhängig von der Bewegungsrichtung des betreffenden Aktuators nur jeweils eine der beiden Steuerkanten hydraulisch wirksam ist. Die ersten Steuerventile sind vorzugsweise so eingerichtet, dass neben der Bewegungsgeschwindigkeit auch die Bewegungsrichtung des zugeordneten ersten Aktuators steuerbar ist. Die erste Blende ist vorzugsweise stetig verstellbar. Es kann sich aber auch um eine Blende handeln, die nur zwei Stellzustände aufweist, wobei sie vorzugsweise im ersten Stellzustand ganz verschlossen ist, wobei sie im zweiten Stellzustand einen definierten Strömungswiderstand aufweist. Der Lastdruck eines ersten Aktuators ist derjenige Druck, welcher unmittelbar stromabwärts der betreffenden ersten Druckwaage anliegt. Der entsprechende höchste Lastdruck kann mittels einer Wechselventil-Kaskade oder gemäß der US 5 305 789 ermittelt werden. Bei den ersten Aktuatoren handelt es sich vorzugsweise um Hydromotoren, welche höchst vorzugsweise Bestandteil eines Radantriebs eines Fahrzeugs, beispielsweise einer mobilen Hubarbeitsbühne, sind.

[0007] Die hydraulische Schaltung gemäß der US 5 305 789 zeichnet sich dadurch aus, dass an allen ersten Blenden der Steuerventile der gleiche Druckabfall anliegt und zwar unabhängig vom Betriebszustand der Ventilanordnung. Damit wirkt diese hydraulische Schaltung wie ein Volumenstromteiler, wobei das Aufteilungsverhältnis der Volumenströme zu den verschiedenen ersten Aktuatoren mittels der ersten Blenden einstellbar ist. Mit dem gemeinsamen Stromregler im Rücklauf wird das Fahrzeug bei Bergabfahrt gebremst. Der Stromregler ist hydraulisch immer dann wirksam, wenn der dort eingestellte Volumenstrom kleiner als die Summe der an den Steuerventilen eingestellten Volumenströme ist. Eben dieser Betriebszustand wird durch das erfindungsgemäße Verfahren angestrebt. Auch in diesem Betriebszustand bleibt die mit den ersten Blenden eingestellte Volumenstromaufteilung erhalten. Dementsprechend wird mit dem Stromregler im Rücklauf die mittlere Geschwindigkeit aller ersten Aktuatoren eingestellt. Mit den ersten Blenden der Steuerventile wird eingestellt, ob der betreffende erste Aktuator gegenüber dieser mittleren Geschwindigkeit schneller oder langsamer laufen soll. Diese beiden Regelungen sind gleichzeitig aktiv, wobei sich insgesamt ein stabiles Systemverhalten ergibt.

[0008] In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.

[0009] Es kann vorgesehen sein, dass den ersten Aktuatoren eine gemeinsame zweite Druckwaage zugeordnet ist, welche in den genannten Fluidströmungspfaden zwischen der Pumpe und der jeweiligen ersten Blende angeordnet ist, wobei die zweite Druckwaage so eingerichtet ist, dass sie einen Druck stromaufwärts des Stromreglers auf einen vorgegebenen Wert einregelt. Vorzugsweise wird der genannte Druck unmittelbar stromaufwärts des Stromreglers abgegriffen. Hierdurch wird erreicht, dass am Eingang des Stromreglers ein genügend hoher Druck anliegt und zwar unabhängig davon, ob das Fahrzeug bergauf oder bergab fährt. Damit kann der Stromregler seine Regelfunktion ordnungsgemäß erfüllen. Weiter vermindert die zweite Druckwaage die Schwingungsneigung des Gesamtsystems. Darüber hinaus ermöglicht die zweite Druckwaage die weiter unten angesprochene Hinzunahme von weiteren zweiten Aktuatoren, die ebenfalls über die Pumpe versorgt werden.

[0010] Es kann vorgesehen sein, dass der genannte Druck stromaufwärts des Stromreglers über eine zweite Blende an die zweite Druckwaage angeschlossen ist. Hierdurch werden Systemschwingungen gedämpft. Die zweite Blende hat vorzugsweise einen festen Strömungswiderstand.

[0011] Es kann wenigstens ein zweiter Aktuator vorgesehen sein, welcher von der Pumpe parallel zu den wenigstens zwei ersten Aktuatoren mit Druckfluid versorgbar ist. In einem Fahrzeug sind neben den Radantrieben in Form der ersten Aktuatoren weitere zweite Aktuatoren vorhanden. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Ventilanordnung besteht darin, dass diese ebenfalls von der Pumpe her mit Druckfluid versorgbar sind und zwar, ohne dass die Funktion des Radantriebs beeinträchtigt wird.

[0012] Es kann vorgesehen sein, dass die zweiten Aktuatoren zwischen der Pumpe und der zweiten Druckwaage parallel an die genannten Fluidströmungspfade angeschlossen sind. In diesem Bereich werden die genannten Fluidströmungspfade von einer gemeinsamen Leitung gebildet, an welche die zweiten Aktuatoren parallel angeschlossen sind. In der Folge bewirkt die zweite Druckwaage, dass die Belastung der Pumpe durch die zweiten Aktuatoren die Regelung der ersten Aktuatoren nicht nachteilig beeinflusst.

[0013] Es kann ein Pumpenregler vorgesehen sein, welcher so eingerichtet ist, dass der Förderdruck der Pumpe auf einen Wert eingeregelt wird, welcher um eine vorgegebene Druckdifferenz oberhalb eines höchsten Lastdrucks ist, welcher unter Einbeziehung aller ersten Aktuatoren und, soweit vorhanden, aller zweiter Aktuatoren gebildet wird. Damit reicht der Förderdruck der Pumpe zur Versorgung aller erster und zweiter Aktuatoren aus. Eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Ventilanordnung besteht darin, dass die ersten Druckwaagen und der Pumpenregler von unterschiedlichen höchsten Lastdrücken angesteuert werden. Bei den ersten Druckwaagen werden ausschließlich die ersten Aktuatoren berücksichtigt, wobei beim Pumpenregler alle ersten und zweiten Aktuatoren berücksichtigt werden.

[0014] Es kann vorgesehen sein, dass der Stromregler eine verstellbare dritte Blende und eine dritte Druckwaage umfasst, welche in Reihe geschaltet sind, wobei die dritte Druckwaage so eingerichtet ist, dass sie den Druckabfall an der dritten Blende auf einen vorgegebenen Wert einregelt. Die dritte Blende ist vorzugsweise stetig verstellbar, beispielsweise mittels eines Elektromagneten. Die dritte Blende kann stromaufwärts oder stromabwärts der dritten Druckwaage angeordnet sein.

[0015] Schutz wird außerdem für ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung beansprucht, wobei ein am Stromregler eingestellter Volumenstrom kleiner als eine Summe der mittels der ersten Blenden eingestellten Volumenströme ist. Damit ist sichergestellt, dass der Stromregler den Volumenstrom im Rücklauf nach oben begrenzt. Die ersten Blenden sind so weit geöffnet, dass auch ein größerer Fluidstrom hindurchfließen könnte, wenn der Stromregler dies zulassen würde. Dabei wird ausgenutzt, dass es für die Aufteilung der Volumenströme auf die verschiedenen ersten Verbraucher nur auf die relative Einstellung der ersten Blenden zueinander ankommt und nicht auf deren absolute Einstellung. Die Einstellung der ersten Blenden und/oder des Stromreglers werden während des Betriebs vorzugsweise fortlaufend verändert, um die Fahrgeschwindigkeit des entsprechenden Fahrzeugs an die Vorgabe des Fahrers anzupassen. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise auf einer Steuervorrichtung implementiert, welche einen programmierbaren Digitalrechner umfasst, wobei die ersten Steuerventile und der Stromregler an die Steuervorrichtung angeschlossen sind.

[0016] Die Volumenströme an den ersten Blenden können in Abhängigkeit des am Stromregler eingestellten Volumenstroms verstellt werden. Der Stromregler kann in Abhängigkeit eines, beispielsweise über ein Bedienelement vorgegebenen, Fahrerwunsches einen Volumenstrom einstellen. Der Zusammenhang zwischen Fahrerwunsch und Volumenstrom kann in einer zeitlichen Reihenfolge zur Bedienung und/oder positionsabhängigen Reihenfolge zum Bedienelement stehen. Der Stromregler kann in Abhängigkeit eines Bedienelementes und/oder eines externen Systems einen Volumenstrom einstellen, beispielsweise, um die Fahrgeschwindigkeit in einem Notfall anzupassen oder autonome Fahrvorgänge zu ermöglichen.

[0017] Es kann vorgesehen sein, dass der am Stromregler eingestellte Volumenstrom um einen vorgegebenen Faktor kleiner als die Summe der mittels der ersten Blenden eingestellten Volumenströme ist. Der genannte Faktor ist vorzugsweise fest vorgegeben.

[0018] Es kann vorgesehen sein, dass bei der Einstellung der ersten Blende und/oder des Stromreglers ein Lenkwinkel eines Fahrzeugs berücksichtigt wird, dessen Bestandteil die Ventilanordnung ist. Hierdurch wird dem Umstand Rechnungen getragen, dass sich bei Kurvenfahrt die kurvenäußeren Räder schneller drehen als die kurveninneren Räder.

[0019] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

[0020] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1

einen Schaltplan des Teils einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung, der die ersten Aktuatoren umfasst; und

Fig. 2

einen Schaltplan des Teils der erfindungsgemäßen Ventilanordnung, der die zweiten Aktuatoren umfasst.

[0021] Fig. 1 zeigt einen Schaltplan des Teils einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung 10, der die ersten Aktuatoren 11 umfasst. Die vorliegende Ventilanordnung 10 ist beispielhaft als offener hydraulischer Kreis ausgebildet. Die Druckfluidsenke 13 wird damit von einem Tank gebildet, wobei alle Tanksymbole 13 in Fig. 1 und 2 den gleichen Tank bezeichnen. Eine Pumpe 20 saugt Druckfluid aus dem Tank 13 an und fördert es zu einer gemeinsamen zweiten Druckwaage 50. Zwischen der Pumpe 20 und der zweiten Druckwaage 50 ist ein Abzweig 80 vorgesehen, über den Druckfluid zu den zweiten Aktuatoren (Nr. 12 in Fig. 2) gefördert werden kann, wobei dieser Abzweig 80 in Fig. 2 fortgesetzt ist.

[0022] Die Pumpe 20 hat vorzugsweise ein verstellbares Verdrängungsvolumen, wobei sie beispielsweise als Axialkolbenpumpe ausgebildet ist. Der Pumpe 20 ist ein Pumpenregler 21 zugeordnet, welcher den Förderdruck 24 der Pumpe 20 auf einen Druck einregelt, der um eine vorgegebene Druckdifferenz oberhalb eines höchsten Lastdrucks 23 liegt, welcher unter Einbeziehung aller ersten Aktuatoren 11 und aller zweiten Aktuatoren (Nr. 12 in Fig. 2) gebildet wird. Dabei verstellt der Pumpenregler 21 das Verdrängungsvolumen der Pumpe 20. Der Pumpenregler 21 kann darüber hinaus weitere Funktionen, wie eine Druckabschneidung und/oder eine Leistungsbegrenzung haben.

[0023] Stromabwärts der zweiten Druckwaage 50 zweigt sich der Fluidstrom auf mehrere parallele Fluidströmungspfade auf, welche jeweils zu einem ersten Steuerventil 30 und weiter zu einem zugeordneten ersten Aktuator 11 führen. Das erste Steuerventil 30 hat vorliegend drei Schaltstellungen. Die mittlere Schaltstellung ist vorzugsweise eine Sperrstellung 33, in welcher der zugeordnete erste Aktuator 11 sich nicht bewegt, wobei er hydraulisch eingespannt ist. In der in Fig. 1 linken Schaltstellung dreht sich der erste Aktuator 11, der vorliegend als Hydromotor ausgebildet ist, beispielsweise nach rechts. In der in Fig. 1 rechten Schaltstellung dreht sich der genannte erste Aktuator 11 in die entgegengesetzte Richtung. Das erste Steuerventil 30 umfasst eine erste Blende 31, die in der Sperrstellung 33 ganz verschlossen ist, wobei ihre freie Querschnittsfläche bei einer Verstellung von der Sperrstellung 33 weg stetig zunimmt. Das erste Steuerventil 30 ist vorzugsweise elektrisch verstellbar.

[0024] Ausgehend von der ersten Blende 31 fließt das Druckfluid über eine erste Druckwaage 40 zu Richtungssteuermitteln 32 innerhalb des ersten Steuerventils 30, wobei das Druckfluid von dort weiter zum zugeordneten ersten Aktuator 11 fließt. Mit der ersten Blende 31 wird die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Aktuators 11 eingestellt, wobei mit den Richtungssteuermitteln 32, die vorzugsweise durch verstellbare Blenden gebildet werden, dessen Bewegungsrichtung eingestellt wird. Es versteht sich, dass die erste Blende 31 auch Bestandteil der Richtungssteuermittel 32 sein kann.

[0025] Die erste Druckwaage 40 ist entsprechend der US 5 305 789 ausgebildet. Der gesamte Inhalt der US 5 305 789 wird in Bezug genommen und zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht. Die erste Druckwaage 40 hat eine Regelblende 43 und eine Lastmeldeblende 44. Die freie Querschnittsfläche der Regelblende 43 nimmt ausgehend von einer ganz geschlossenen Endstellung stetig zu, wenn die erste Druckwaage 40 zur gegenüberliegenden Endstellung bewegt wird. Die Lastmeldeblende 44 ist nur dann geöffnet, wenn die Regelblende 43 ganz geöffnet ist, wobei sie im Übrigen ganz geschlossen ist. In Öffnungsrichtung der Regelblende 43 wird die erste Druckwaage 40 vom höchsten Lastdruck 42 aller ersten Aktuatoren 11 beaufschlagt. In Schließrichtung der Regelblende 43 wird die erste Druckwaage 40 vom Druck zwischen der ersten Blende 31 und der Regelblende 43 beaufschlagt. Die erste Druckwaage 40 hat entweder keine oder nur eine sehr schwache Feder. Dementsprechend regelt sie den Druck zwischen der Regelblende 43 und der ersten Blende 31 auf den höchsten Lastdruck 42 aller ersten Aktuatoren 11 ein.

[0026] Der höchste Lastdruck 42 aller erster Aktuatoren 11 wird vorliegend mittels der Lastmeldeblende 44 ermittelt. Der Lastdruck 41 eines ersten Aktuators 11 entspricht vorliegend dem Druck der stromabwärts der Regelblende 43 anliegt. Da nur die lasthöchste erste Druckwaage 40 ganz geöffnet ist, wird nur deren Lastdruck 41 über die Lastmeldeblende 44 zum zweiten Wechselventil 22 als höchster Lastdruck 42 aller ersten Aktuatoren 11 gemeldet. Es versteht sich, dass anstelle der Lastmeldeblende 44 auch eine Wechselventilkaskade Verwendung finden kann, wie sie in Fig. 2 mit Bezug auf die zweiten Aktuatoren erläutert ist. An dem zweiten Wechselventil 22 liegt eingangsseitig auch der höchste Lastdruck 81 aller zweiter Aktuatoren (Nr. 12 in Fig. 2) an. Der Ausgang des zweiten Wechselventils 22 ist an den Pumpenregler 21 angeschlossen, so dass dort der höchste Lastdruck 23 aller ersten und zweiten Aktuatoren anliegt.

[0027] Ausgehend von den ersten Aktuatoren 11 fließt das Druckfluid über die Richtungssteuermittel 32 des jeweils zugeordneten ersten Steuerventils 30 zu einem gemeinsamen Stromregler 60 und von dort weiter zur Druckfluidsenke 13. Wenn im Rahmen der vorliegenden Anmeldung von einem Fluidströmungspfad die Rede ist, der über den ersten Aktuator 11 führt, so ist damit gemeint, dass, wenn in den ersten Aktuator 11 Druckfluid hineinfließt, im gleichen Augenblick auch wieder Druckfluid aus diesem herausfließt. Vorzugsweise ist der in den ersten Aktuator hineinfließende Volumenstrom gleich dem aus dem ersten Aktuator herausfließenden Volumenstrom. Es versteht sich, dass das Druckfluid im ersten Aktuator 11 mechanische Arbeit verrichtet und nicht einfach nur durch den ersten Aktuator 11 hindurchfließt.

[0028] Der Stromregler 60 ist vorliegend als 2-Wege-Stromregler ausgebildet. Er hat eine stetig verstellbare dritte Blende 61, mit welcher der gewünschte Volumenstrom eingestellt wird. Vorliegend ist die dritte Blende 61 elektrisch verstellbar. Weiter ist eine dritte Druckwaage 62 vorgesehen, welche den Druckabfall an der dritten Blende 61 auf einen vorgegebenen Wert einregelt, welcher mittels der Vorspannung der entsprechenden Feder 64 vorgegeben wird. Die dritte Blende 61 und die dritte Druckwaage 62 sind in Reihe geschaltet, wobei es auf die Reihenfolge nicht ankommt.

[0029] Der Druck 63 unmittelbar stromaufwärts des Stromreglers 60 beaufschlagt die zweite Druckwaage 50 über eine zweite Blende 51 in Schließrichtung. In Öffnungsrichtung ist die zweite Druckwaage 50 von einer Feder 52 beaufschlagt. Der entsprechende Federraum ist vorzugsweise zum Tank 13 hin oder atmosphärisch druckentlastet. Die zweite Druckwaage 50 bewirkt, dass der Druck 63 stromaufwärts des Stromreglers 60 einen vorgegebenen Wert hat, der von der Vorspannung der Feder 52 bestimmt wird. Hierbei ist anzumerken, dass sich dieser Druck 63 unmittelbar auf den Lastdruck 41 der ersten Aktuatoren 11 auswirkt, der wiederum in die Regelung 21 des Förderdrucks 24 der Pumpe 20 eingeht. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht gerade darin, dass diese beiden überlagerten Regelungen nicht zu Instabilitäten bzw. Systemschwingungen führen.

[0030] Die ersten Aktuatoren 11 treiben vorzugsweise die Räder eines Fahrzeugs an. Bei Geradausfahrt drehen sich diese üblicherweise gleich schnell. Dies wird dadurch erreicht, dass die ersten Blenden 31 alle gleich eingestellt werden. An allen ersten Blenden 31 liegen die gleichen Drücke an, nämlich eingangsseitig der Druck stromabwärts der zweiten Druckwaage 50 und ausgangsseitig der durch die ersten Druckwaagen 40 eingeregelte höchste Lastdruck 42 aller ersten Aktuatoren 11. Somit fließt durch alle ersten Blenden 31 der gleiche Volumenstrom. Der Öffnungsquerschnitt der ersten Blenden 31 ist dabei so groß eingestellt, dass der am Stromregler 60 eingestellte Volumenstrom den Gesamtvolumenstrom begrenzt und nicht etwa ein sehr hoher Strömungswiderstand der ersten Blenden 31. Damit ist insbesondere sichergestellt, dass sich das Fahrzeug bei Bergabfahrt nicht unkontrolliert beschleunigt. Die zweite Druckwaage 50 bewirkt bei ebenem und ansteigendem Gelände im Wesentlichen einen konstanten Druck 63. Bei stark abfallendem Gelände steigt der Druck 63 über den durch die Feder 53 vorgegeben Druck und schließt die zweite Druckwaage 50 komplett. Die Nachsaugung aus der Druckfluidsenke 13 zur Versorgung der Aktuatoren 11 erfolgt in diesem Fall über die Rückschlagventile 14.

[0031] Bei Kurvenfahrt drehen sich die einzeln angetriebenen Räder entsprechend ihrem jeweiligen Bahnradius unterschiedlich schnell. Dementsprechend werden die ersten Blenden 31 entsprechend des vom Fahrer mittels eines Lenkrads vorgegebenen Lenkwinkels unterschiedlich eingestellt. Soweit die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs als Ganzes konstant bleibt, braucht die Einstellung des Stromreglers 60 hierbei nicht oder allenfalls nur geringfügig verändert zu werden. Je nach Ansteuerungsstrategie können die ersten Blenden 31 entsprechend des vom Fahrer mittels des Lenkrads vorgegebenen Lenkwinkels unterschiedlich eingestellt werden, um den Einfluss der ersten Druckwaagen 40 zu begünstigen.

[0032] Fig. 2 zeigt einen Schaltplan des Teils 10' der erfindungsgemäßen Ventilanordnung, der die zweiten Aktuatoren 12 umfasst. Wie bereits erläutert, sind die ersten Aktuatoren (Nr. 11 in Fig. 1) in erster Linie Hydromotore, welche die Räder eines Fahrzeugs antreiben. In einem Fahrzeug können darüber hinaus weitere zweite Aktuatoren 12 vorhanden sein. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Lenkzylinder handeln, mit dem der Lenkeinschlag der zugeordneten Räder eingestellt wird. Bei einer Hubarbeitsbühne oder einem Gabelstapler kann beispielsweise ein Hubzylinder vorhanden sein, mit dem ein Arbeitskorb oder eine Hubgabel angehoben wird. Bei einem Hydraulikbagger werden der Ausleger, der Stiel und der Löffel jeweils von gesonderten Hydraulikzylindern angetrieben. Auch diese zweiten Aktuatoren 12 sollen von der Pumpe 20 mit Druckfluid versorgt werden. Dies geschieht über den bereits angesprochenen Abzweig 80, welcher sich vorliegend zu allen zweiten Aktuatoren 12 parallel verzweigt. Damit der Förderdruck der Pumpe auch zur Versorgung der zweiten Aktuatoren 12 ausreicht, wird auch deren höchster Lastdruck 81 ermittelt und an den Pumpenregler (Nr. 21 in Fig. 1) weitergemeldet, so dass dort der höchste Lastdruck aller erster und zweiter Aktuatoren anliegt.

[0033] Rein beispielhaft sind die zweiten Aktuatoren 12 nach dem sogenannten Load-Sensing-Prinzip mit Lastkompensation zusammengeschaltet, wobei auch andere Verschaltungen denkbar sind, solange der höchste Lastdruck 81 aller zweiten Aktuatoren 12 ermittelt wird. Insbesondere kann auf die vierte Druckwaage 72 zur Lastkompensation verzichtet werden.

[0034] Jedem zweiten Aktuator 12 ist ein zweites Steuerventil 70 zugeordnet. Dieses hat eine mittlere Sperrstellung 75 und eine erste und eine zweite Bewegungsstellung, die jeweils eine entgegengesetzte Bewegungsrichtung des betreffenden zweiten Aktuators 12 bewirken. Ein freier Blendenquerschnitt einer Zulaufblende 74 ist mittels einer Verstellung des zweiten Steuerventils 70 stetig verstellbar. Der Druck stromabwärts der Zulaufblende 74 ist an einem Lastdruckabgriff des ersten Steuerventils 70 herausgeführt. In der Sperrstellung liegt dort der Druck im Tank 13 an, so dass unbewegte zweite Aktuatoren 12 bei der Ermittlung des höchsten Lastdrucks nicht berücksichtigt werden, da diese nicht mit Druckfluid versorgt werden. Bei einer Bewegung des zweiten Aktuators 12 liegt der Lastdruck dieses Aktuators am Lastdruckabgriff 71 an. Mittels der vierten Druckwaage 72 wird der Druckabfall an der Zulaufblende 74 auf einen konstanten Wert eingeregelt, so dass der durch die Zulaufblende 74 fließende Volumenstrom allein von deren Einstellung und nicht von der am betreffenden zweiten Aktuator 12 angreifenden Last abhängt. Die Lastdruckabgriffe 71 sind an eine Kaskade von ersten Wechselventilen 73 angeschlossen, an deren Ausgang der höchste Lastdruck 81 aller zweiten Aktuatoren 12 anliegt.

Bezugszeichen

[0035] 

10

Ventilanordnung

10'

Teil der Ventilanordnung, welcher die zweiten Aktuatoren umfasst

11

erster Aktuator

12

zweiter Aktuator

13

Druckfluidsenke

14

Rückschlagventil

20

Pumpe

21

Pumpenregler

22

zweites Wechselventil

23

höchster Lastdruck aller erster und zweiter Aktuatoren

24

Förderdruck der Pumpe

30

erstes Steuerventil

31

erste Blende

32

Richtungssteuermittel

33

Sperrstellung

40

erste Druckwaage

41

Lastdruck eines ersten Aktuators

42

höchster Lastdruck aller erster Aktuatoren

43

Regelblende

44

Lastmeldeblende

50

zweite Druckwaage

51

zweite Blende

53

Feder der zweiten Druckwaage

60

Stromregler

61

dritte Blende

62

dritte Druckwaage

63

Druck stromaufwärts des Stromreglers

64

Feder an der dritten Druckwaage

70

zweites Steuerventil

71

Lastdruckabgriff

72

vierte Druckwaage

73

erstes Wechselventil

74

Zulaufblende

75

Sperrstellung

80

Abzweig zu den zweiten Aktuatoren

81

höchster Lastdruck der zweiten Aktuatoren

Ansprüche

1. Ventilanordnung (10) zur Verwendung mit wenigstens zwei ersten Aktuatoren (11), einer Pumpe (20) und einer Druckfluidsenke (13), wobei jedem ersten Aktuator (11) ein erstes Steuerventil (30) und eine erste Druckwaage (40) zugeordnet sind, wobei jedes erste Steuerventil (30) jeweils eine verstellbare erste Blende (31) aufweist, mit welcher die Bewegungsgeschwindigkeit des betreffenden ersten Aktuators (11) einstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass den ersten Aktuatoren (11) ein gemeinsamer Stromregler (60) zugeordnet ist, wobei jedem ersten Aktuator ein Fluidströmungspfad zugeordnet ist, welcher ausgehend von der Pumpe (20), weiter über die jeweilige erste Blende (31), weiter über die jeweilige erste Druckwaage (40), weiter über den jeweiligen ersten Aktuator (11), weiter über den gemeinsamen Stromregler (60) zur Druckfluidsenke (13) führt, wobei die erste Druckwaage (40) so eingerichtet ist, dass sie einen Druck zwischen sich und der betreffenden ersten Blende (31) auf einen höchsten Lastdruck (42) einregelt, welcher ausschließlich unter Einbeziehung der ersten Aktuatoren (11) gebildet wird.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1,
wobei den ersten Aktuatoren (11) eine gemeinsame zweite Druckwaage (50) zugeordnet ist, welche in den genannten Fluidströmungspfaden zwischen der Pumpe (20) und der jeweiligen ersten Blende (31) angeordnet ist, wobei die zweite Druckwaage (50) so eingerichtet ist, dass sie einen Druck (63) stromaufwärts des Stromreglers (60) auf einen vorgegebenen Wert einregelt.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 2,
wobei der genannte Druck (63) stromaufwärts des Stromreglers (60) über eine zweite Blende (51) an die zweite Druckwaage (50) angeschlossen ist.

4. Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei wenigstens ein zweiter Aktuator (12) vorgesehen ist, welcher von der Pumpe (20) parallel zu den wenigstens zwei ersten Aktuatoren (11) mit Druckfluid versorgbar ist.

5. Ventilanordnung nach Anspruch 4,
wobei die zweiten Aktuatoren (12) zwischen der Pumpe (20) und der zweiten Druckwaage (50) parallel an die genannten Fluidströmungspfade angeschlossen sind.

6. Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei ein Pumpenregler (21) vorgesehen ist, welcher so eingerichtet ist, dass der Förderdruck (24) der Pumpe (20) auf einen Wert eingeregelt wird, welcher um eine vorgegebene Druckdifferenz oberhalb eines höchsten Lastdrucks (23) ist, welcher unter Einbeziehung aller ersten Aktuatoren (11) und, soweit vorhanden, aller zweiter Aktuatoren (12) gebildet wird.

7. Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei der Stromregler (60) eine verstellbare dritte Blende (61) und eine dritte Druckwaage (62) umfasst, welche in Reihe geschaltet sind, wobei die dritte Druckwaage (62) so eingerichtet ist, dass sie den Druckabfall an der dritten Blende (61) auf einen vorgegebenen Wert einregelt.

8. Verfahren zum Betrieb einer Ventilanordnung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein am Stromregler (60) eingestellter Volumenstrom kleiner als eine Summe der mittels der ersten Blenden (31) eingestellten Volumenströme ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8,
wobei der am Stromregler (60) eingestellte Volumenstrom um einen vorgegebenen Faktor kleiner als die Summe der mittels der ersten Blenden (31) eingestellten Volumenströme ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
wobei bei der Einstellung der ersten Blende (31) und/oder des Stromreglers (60) ein Lenkwinkel eines Fahrzeugs berücksichtigt wird, dessen Bestandteil die Ventilanordnung (10) ist.

Zeichnung