[0001] Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung eines Verbrauchers
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Eine solche hydraulische Steueranordnung ist aus
DE 198 00 721 bekannt.
[0003] Derartige hydraulische Steueranordnungen werden beispielsweise bei Kränen, mobilen
Arbeitsgeräten, Hubarbeitsbühnen oder Bohrgeräten zur Ansteuerung von hydraulischen
Verbrauchern, wie beispielsweise Hydrozylindern oder Hydromotoren verwendet. Dabei
kommen unterschiedliche Steuerungskonzepte, wie beispielsweise das LS-System zum Einsatz,
bei dem der höchste Lastdruck der angesteuerten Verbraucher an eine Verstellpumpe
gemeldet und diese so geregelt wird, dass in einer Pumpenleitung ein um eine bestimmte
Druckdifferenz Δp über dem Lastdruck liegender Pumpendruck vorliegt. Den verstellbaren
Zumessblenden einer LS-Steuerung sind Individualdruckwaagen zugeordnet, die über den
jeweiligen Zumessblenden eine vom Lastdruck unabhängige Druckdifferenz aufrecht erhalten.
Bei den in herkömmlicher Weise mit LS-Steuerung bezeichneten Steueranordnungen sind
diese Individualdruckwaagen stromaufwärts der Zumessblende angeordnet, beim Sonderfall
einer LUDV-Steuerung sind die Individualdruckwaagen stromabwärts der Zumessblenden
vorgesehen.
[0004] In der
DE 102 16 958 B3 ist eine als LS-System ausgeführte Steueranordnung gezeigt, bei der Anschlüsse eines
Hydromotors über ein stetig verstellbares Wegeventil mit einer Verstellpumpe oder
einem Tank verbindbar sind. Das stetig verstellbare Wegeventil bildet eine Zulauf-
und eine Ablaufmessblende aus, wobei der Zulaufmessblende eine Individualdruckwaage
vorgeschaltet ist. Im Druckmittelvorlauf und im Druckmittelrücklauf sind jeweils eine
Ablaufdruckwaage angeordnet, von denen bei Ansteuerung des Verbrauchers nur die im
Rücklauf liegende Ablaufdruckwaage wirksam ist, die im Vorlauf liegende "Ablaufdruckwaage"
ist dann vollständig geöffnet und somit wirkungslos. Über die wirksame Ablaufdruckwaage
wird bei ziehender Last der Druckmittelvolumenstrom im Rücklauf geregelt, so dass
kein unkontrollierter Betriebszustand eintreten kann. Eine entsprechende Lösung ist
auch in der
US 4,184,410 offenbart.
[0005] Nachteilig bei derartigen hydraulischen Steueranordnungen ist, dass die Ansteuerung
der im Rücklauf gelegenen Ablaufdruckwaage vergleichsweise aufwendig ist, da diese
zum Einen vom Druck in einer zum Tank führenden Leitung und zum Anderen von dem zwischen
der Ablaufmessblende und der Ablaufdruckwaage anliegenden Druck beaufschlagt werden
muss.
[0006] Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steueranordnung
zu schaffen, die mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand eine einfache Druckmittelvolumenstromregelung
im Ablauf ermöglicht.
[0007] Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Steueranordnung mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gelöst.
[0008] Erfindungsgemäß hat die hydraulische Steueranordnung eine im jeweiligen Rücklauf
angeordnete Ablaufdruckwaage, die in Öffnungsrichtung - nicht wie beim eingangs beschriebenen
Stand der Technik - durch den Tankdruck sondern durch einen konstanten niedrigen Druck
in einer zum Verbraucher führenden Vorlaufleitung beaufschlagt ist. Dadurch kann die
Kanalführung zwischen dem die Zumessblende und die Ablaufmessblende sowie die Zulaufdruckwaage
enthaltenden Steuerblock und ein die Ablaufdruckwaage enthaltenden Senkenmodul wesentlich
einfacher ausgestaltet werden, da keine eigene Tankleitung zum Senkenmodul geführt
werden muss, so dass dieser lediglich über eine Vorlaufleitung und eine Rücklaufleitung
mit dem des Wegeventil enthaltenden Steuerblock verbunden ist.
[0009] Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Einregelung dieses
konstanten Druckes in der Vorlaufleitung durch eine Zulaufdruckwaage, die in Öffnungsrichtung
ebenfalls von einem konstanten Druck beaufschlagt ist.
[0010] Dieser konstante Druck kann beispielsweise über ein Druckbegrenzungsventil eingestellt
werden. Dieses ist über eine Lastmeldeleitung und eine Düse mit der Vorlaufleitung
verbunden und bildet gemeinsam mit der Zulaufdruckwaage ein vorgesteuertes Druckminderventil.
Dieses regelt in der Vorlaufleitung einen Druck ein, der um das Druckäquivalent der
Druckwaagenfeder höher ist als der am Druckbegrenzungsventil eingestellte Wert. D.
h., im Vorlauf zum Verbraucher wird die Volumenstromregelung durch eine Druckregelung
abgelöst.
[0011] Dieses Druckbegrenzungsventil ist vorzugsweise verstellbar ausgeführt, so dass ein
Senken auch bei positiver Last möglich ist.
[0012] Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist im Bereich zwischen der Ablaufdruckwaage
und dem zugeordneten Arbeitsanschluss des Verbrauchers ein entsperrbares Rückschlagventil
vorgesehen, das vorzugsweise ebenfalls von dem genannten Steuerdruck entsperrbar ist.
[0013] In dem Fall, in dem die Ablaufdruckwaage im Druckmittelvorlauf liegt, ist diese mittels
einer Bypassleitung umgehbar, in der ein in Richtung zum Verbraucher hin öffnendes
Umgehungsrückschlagventil angeordnet ist.
[0014] Alternativ zu dem Umgehungsrückschlagventil mit der Bypassleitung kann auch ein Wegeventil
vorgesehen sein, das in einer federvorgespannten Grundposition die Ablaufdruckwaage
in Öffnungsrichtung mit dem konstanten Druck in der Vorlaufleitung beaufschlagt, während
in Schließrichtung der Druckwaage jeweils der Druck zwischen der Ablaufdruckwaage
und der einstellbaren Ablaufmessblende wirksam ist. Über das Wegeventil wird die Ablaufdruckwaage
jeweils in Öffnungsrichtung mit dem konstanten Druck im Vorlauf beaufschlagt. In dem
Fall, in dem die "Ablaufdruckwaage" im Druckmittelvorlauf angeordnet ist, ist diese
Druckwaage dann vollständig geöffnet, während sie bei einer ziehenden Last den ablaufenden
Druckmittelvolumenstrom androsselt.
[0015] Das die Ablaufdruckwaage praktisch vorsteuernde Wegeventil ist in Richtung seiner
Grundposition vom Vorlaufdruck und in Richtung seiner Schaltposition von dem Druck
zwischen der Ablaufmessblende und der Ablaufdruckwaage beaufschlagt.
[0016] Die erfindungsgemäße Steueranordnung wird vorzugsweise als LS-Steueranordnung mit
einer Verstellpumpe ausgeführt, die in Abhängigkeit von einem über eine LS-Leitung
abgegriffenen Lastdrucksignal des Verbrauchers ansteuerbar ist.
[0017] Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn dieses Lastdrucksignal in Abhängigkeit von
der Druckmittelströmungsrichtung unterschiedlich begrenzt ist, so dass beispielsweise
beim Anheben einer Last ein höheres Lastdrucksignal zugelassen wird als dies beim
Absenken einer Last der Fall ist.
[0018] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Verbraucher ein Hydrozylinder,
über den beispielsweise ein Kranarm abgestützt ist.
[0019] Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
[0020] Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Schaubild einer hydraulischen Steueranordnung zur Ansteuerung eines Kranarms,
mit einem Steuerblock und einem Senkenmodul und
Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Senkenmoduls für eine Steueranordnung
gemäß Figur 1.
[0021] Die in Figur 1 dargestellte Steueranordnung 1 dient zur Ansteuerung eines als Differentialzylinder
ausgeführten Hubzylinders 2, über den ein Kranarm 4 eines Krans oder ein Ausleger
eines Mobilgerätes abgestützt ist. Die Steueranordnung 1 ist als LS-System ausgeführt,
wobei Druckmittel über eine Verstellpumpe 6 aus einem Tank T angesaugt und über einen
Steuerblock 8 zum Hubzylinder 2 gefördert und von diesem über ein Senkenmodul 10 und
den Steuerblock 8 zum Tank T zurückgeführt wird. Die Verstellpumpe 6 wird mittels
eines Pumpenreglers 12 in Abhängigkeit von dem über eine LS-Leitung 14 abgegriffenen
höchsten Lastdruck aller von der Verstellpumpe 6 versorgten Verbraucher so angesteuert,
dass sie an ihrem Ausgang einen Druck erzeugt, der um einen vorbestimmten Differenzbetrag
Δp über diesem höchsten Lastdruck aller Verbraucher liegt. Dazu ist der Pumpenregler
12 im Sinne einer Verringerung des Hubvolumens vom Pumpendruck und im Sinne einer
Vergrößerung des Hubvolumens vom höchsten Lastdruck und von einer Feder beaufschlagt.
Die Differenz zwischen dem Pumpendruck und dem höchsten Lastdruck entspricht dann
der Kraft dieser Feder (beispielsweise 20 bar) .
[0022] Der Ausgang der Verstellpumpe 6 ist an einen Pumpenanschluss P des Steuerblocks 8
angeschlossen, der Tank T ist mit einem Tankanschluss T verbunden und zwei Arbeitsanschlüsse
A, B des Steuerblocks 8 sind über zwei Arbeitsleitungen, die im folgenden Vorlaufleitung
16 und Rücklaufleitung 18 genannt werden, mit einem Ringraum 20 bzw. einem Zylinderraum
22 des Hubzylinders 2 verbunden.
[0023] In einer Einstellung des Steuerblocks 8 fließt Druckmittel vom Arbeitsanschluss A
in den Ringraum 20 und vom Zylinderraum 22 über das Senkenmodul 10 und den Steuerblock
8 zurück zum Tank T. Die Leitung 16 ist dann die Vorlaufleitung, während die Leitung
18 die Rücklaufleitung ist. Der Steuerblock 8 lässt sich auch so ansteuern, dass die
Leitung 18 (hier Rücklaufleitung genannt) die Vorlaufleitung und die Leitung 16 (hier
Vorlaufleitung genannt) die Rücklaufleitung ist.
[0024] Bei Druckmittelzufuhr zum Zylinderraum 22 fährt der Hubzylinder 2 aus, so dass der
Kranarm 4 um ein Schwenkgelenk 24 nach rechts verschwenkt wird und die Last m angehoben
wird. Bei entgegengesetzter Ansteuerung des Steuerblocks 8 erfolgt die Druckmittelzufuhr
in den Ringraum 20, so dass der Hubzylinder 2 einfährt und entsprechend die Last m
abgesenkt wird.
[0025] Der in Figur 1 dargestellte Steuerblock 8 hat ein stetig verstellbares Wegeventil
26, das beim dargestellten Ausführungsbeispiel hydraulisch vorgesteuert ist. Diese
Vorsteuerung kann beispielsweise mittels nicht dargestellter Druckreduzierventile
erfolgen, über die ein Steuerversorgungsdruck auf einen geeigneten Steuerdruck reduziert
wird. Das stetig verstellbare Wegeventil 26 hat einen Druckanschluss P sowie zwei
Arbeitsanschlüsse A, B, die in der dargestellten federvorgespannten Grundposition
(0) abgesperrt sind. Ein Tankanschluss T des Wegeventils 26 ist über einen Tankkanal
28 mit dem Tankanschluss T des Steuerblocks 8 verbunden (Closed-Center-System).
[0026] Der Druckanschluss P des Steuerblocks 8 ist mit dem Eingangsanschluss P des Wegeventils
26 über einen Zulaufkanal 30 verbunden, in dem eine Individual- oder Zulaufdruckwaage
32 angeordnet ist. Diese ist in Öffnungsrichtung von der Kraft einer Druckwaagenfeder
34 sowie dem Druck in der jeweiligen Vorlaufleitung 16 bzw. 18 beaufschlagt, der über
eine Meldeleitung 36 abgegriffen wird. In Schließrichtung ist die Druckwaage 32 von
dem Druck am Eingang P des Wegeventils beaufschlagt, der über einen Steuerkanal 38
vom Zulaufkanal 30 abgegriffen wird.
[0027] In den mit (a) gekennzeichneten Steuerpositionen des Wegeventils 26 wird über eine
Steuerkante eine Zumessblende 40 zwischen dem Eingangsanschluss P und dem Arbeitsanschluss
A des Wegeventils 26 aufgesteuert. Entsprechend wird auch eine Ablaufmessblende 42
zwischen dem Arbeitsanschluss B und dem Tankanschluss T des Wegeventils 26 geöffnet.
Dabei wird der Druck stromabwärts der Zulaufmessblende 40 in die Meldeleitung 36 gemeldet.
[0028] Bei den mit (b) gekennzeichneten Steuerpositionen liegt die Zumessblende zwischen
dem Eingangsanschluss P und dem Arbeitsanschluss B, während die Ablaufmessblende zwischen
dem Arbeitsanschluss A und dem Tankanschluss T liegt. In diesen Steuerpositionen wird
ebenfalls der Druck stromabwärts der Zumessblende in die Meldeleitung 36 gemeldet.
[0029] In den Steuerpositionen (a) wird über das Wegeventil 26 der Druck in der Meldeleitung
36 über eine Düse 43 in einen Senken-Druckbegrenzungskanal 44 und in den Steuerpositionen
(b) ebenfalls über eine Düse (nicht näher dargestellt) in einen Heben-Druckbegrenzungskanal
46 gemeldet. Im Senken-Druckbegrenzungskanal 44 ist ein Senken-Druckbegrenzungsventil
48 und im Heben-Druckbegrenzungskanal 46 ein Heben-Druckbegrenzungsventil 50 angeordnet,
wobei das erstgenannte Druckbegrenzungsventil 48 auf einen wesentlich niedrigeren
Druck (25 bar) als das letztgenannte Druckbegrenzungsventil 50 (250 bar) eingestellt
ist. Die beiden Druckbegrenzungskanäle 44, 46 münden stromabwärts der Druckbegrenzungsventile
48, 50 in den Tankkanal 28 ein. Das Druckbegrenzungsventil 48 begrenzt in den Steuerpositionen
(a) und das Druckbegrenzungsventil 50 in den Steuerpositionen (b) des Wegeventils
26 den über die Leitung 36 an die Individualdruckwaage 32 und an den Pumpenregler
12 gemeldeten Druck auf den am jeweiligen Druckbegrenzungsventil eingestellten Wert.
[0030] Die beiden Arbeitsanschlüsse A, B des stetig verstellbaren Wegeventils sind über
einen Vorlaufkanal 52 bzw. einen Rücklaufkanal 54 mit den Arbeitsanschlüssen A, B
des Steuerblocks 8 verbunden, an die die Vorlaufleitung 16 bzw. die Rücklaufleitung
18 angeschlossen sind.
[0031] In der Rücklaufleitung 18 ist das Senkenmodul 10 angeordnet. Dieses hat gemäß Figur
1 einen Druckanschluss P', einen Arbeitsanschluss A' sowie einen Steueranschluss X,
der über eine Leitung 56 an die Vorlaufleitung 16 angeschlossen ist.
[0032] Der Eingangsanschluss P' ist über einen Kanal 58, der einen Teil der Rücklaufleitung
18 ausbildet mit dem Arbeitsanschluss A' verbunden. Im Kanal 58 ist eine Ablaufdruckwaage
60 vorgesehen, die in Öffnungsrichtung von der Kraft einer schwachen Feder 61 (z.
B. 3 bar) und dem Druck in einer Steuerleitung 62 beaufschlagt ist, die mit der Leitung
56 verbunden ist. In Schließrichtung wirkt auf den Druckwaagenkolben (nicht dargestellt)
der Druckwaage 60 der Druck im Bereich zwischen dem Eingangsanschluss P' und der Ablaufdruckwaage
60. Diese Steuerdruck wird über eine Leitung 64 von dem Kanal 58 abgegriffen.
[0033] Im Bereich zwischen der Ablaufdruckwaage 60 und dem Arbeitsanschluss A' ist noch
ein entsperrbares Rückschlagventil 66 vorgesehen, das über einen Entsperrkanal 68
entsperrbar ist, der mit der Leitung 56 verbunden ist.
[0034] Die Ablaufdruckwaage 60 kann mittels einer Bypassleitung 70 umgangen werden, die
im Bereich zwischen dem Eingangsanschluss P' und der Ablaufdruckwaage 60 vom Kanal
58 abzweigt und im Bereich zwischen letzterer und dem Rückschlagventil wieder einmündet.
In der Bypassleitung 70 ist ein Umgehungsrückschlagventil 72 vorgesehen, das in Richtung
zum Zylinderraum 22 öffnet und eine Druckmittelströmung in Gegenrichtung sperrt.
[0035] Zum Anheben der Last m wird das Wegeventil 26 durch entsprechende Ansteuerung des
Steuerblocks 8 in eine seiner mit (b) gekennzeichneten Steuerpositionen verschoben,
in der der Eingangsanschluss P des Wegeventils 26 mit dessen Arbeitsanschluss B verbunden
ist, während der Arbeitsanschluss A mit dem Tank T verbunden ist. Die Verstellpumpe
6 fördert in Abhängigkeit vom maximalen Lastdruck der Verbraucher Druckmittel über
die Zulaufdruckwaage 32, das Wegeventil 26, den Arbeitsanschluss B des Steuerblocks
8, den Eingangsanschluss P' des Senkenmoduls 10, das sich öffnende Umgehungsrückschlagventil
72, das Rückschlagventil 66 und den Arbeitsanschluss A' des Senkenmoduls 10 in den
Zylinderraum 22, so dass der Hubzylinder 2 ausfährt. Das aus dem sich verkleinernden
Ringraum 20 verdrängte Druckmittel fließt über die dann als Rücklaufleitung anzusehende
Vorlaufleitung 16, den Arbeitsanschluss A des Steuerblocks 8, den Vorlaufkanal 52,
den Arbeitsanschluss A des Wegeventils 26, dessen Tankanschluss T, den Tankkanal 28
und den Tankanschluss T des Steuerblocks 8 zurück zum Tank T. Der Druck über der Zumessblende
40 wird dabei bekannterweise durch die Zulaufdruckwaage 32 lastdruck- und pumpendruckunabhängig
konstant gehalten. Die Ablaufdruckwaage 60 ist in diesem Betriebszustand abgesperrt,
da in dem in Schließrichtung wirksamen Steuerraum über die Leitung 64 der hohe Druck
stromabwärts der Zumessblende 40 anliegt.
[0036] Zum Einfahren des Hubzylinders 2 wird der Steuerblock 8 umgesteuert und das Wegeventil
26 in eine seiner mit (a) gekennzeichneten Steuerpositionen verschoben, in der das
Druckmittel in den Ringraum 20 gefördert und aus dem Zylinderraum 22 verdrängt wird.
[0037] Einerseits sind nun die Zulaufmessblende 40 und die Ablaufmessblende 42 des Wegeventils
26 so aufeinander abgestimmt, dass bei einer durch die Druckwaagenfeder 34 vorgegebenen
Druckdifferenz über die Zulaufmessblende 40 dem Ringraum 20 des Hubzylinders eine
größere Druckmittelmenge zufließen würde als unter Berücksichtigung des Flächenverhältnisses
aus dem Zylinderraum 22 über die Ablaufmessblende 42 bei der durch die Ablaufdruckwaage
60 vorgegebenen Druckdifferenz verdrängt wird. Der Druck im Ringraum 20 steigt deshalb
an, bis das Druckbegrenzungsventil 48 anspricht und den Druck in der Meldeleitung
36 auf den an ihm eingestellten Wert begrenzt. Die Zulaufdruckwaage 32 arbeitet nun
zusammen mit dem Druckbegrenzungsventil 48 wie ein vorgesteuertes Druckminderventil
und regelt in der Vorlaufleitung 16 einen Druck ein, der um das Druckäquivalent der
Druckwaagenfeder 34 höher als der am Druckbegrenzungsventil 48 eingestellte Wert ist.
Im Vorlauf zu dem Hubzylinder 2 wird also die Volumenstromregelung durch eine Druckregelung
abgelöst, so dass die Ablaufdruckwaage 60 über die Leitung 56 und die Steuerleitung
62 in Öffnungsrichtung mit einem konstanten Druck beaufschlagt wird. Die Abstimmung
zwischen der Zumessblende und der Ablaufmessblende muss dabei nicht allzu genau sein.
Die Zulaufmessblende 40 muss einfach ein Stück größer als die Ablaufmessblende 42
sein.
[0038] Andererseits ist das Druckbegrenzungsventil 48 auf einen solchen Druck eingestellt,
dass unter Berücksichtigung des Druckäquivalents der Druckwaagenfeder 34 der Druck
in der Vorlaufleitung 16 so hoch wird, dass er ausreicht, um über die Leitung 56 und
den Entsperrkanal 68 das entsperrbare Rückschlagventil 66 zu öffnen und offen zu halten.
[0039] Ist zum Beispiel das Druckbegrenzungsventil 48 auf 25 bar eingestellt und beträgt
das Druckäquivalent der Druckwaagenfeder 34 10 bar, so regelt die Zulaufdruckwaage
32 in der Vorlaufleitung 16 einen Druck von 35 bar ein. Zum Öffnen des Rückschlagventils
66 mögen aber schon 30 bar genügen. Der Pumpenregler 12 ist natürlich so eingestellt,
dass bei einer Meldung von 25 bar der Pumpendruck geringfügig höher als 35 bar wird.
[0040] Die Ablaufdruckwaage 60 wird nun also in Öffnungsrichtung von dem konstanten Druck
in der Vorlaufleitung 16 und von der Kraft der schwachen Feder 61 beaufschlagt. In
Schließrichtung wird die Ablaufdruckwaage 60 von dem Druck in der Leitung 18, also
von dem Druck stromauf der Ablaufmessblende 42 beaufschlagt. Die Ablaufdruckwaage
60 macht deshalb jeweils soweit auf, dass der Druck stromauf der Ablaufmessblende
42 gleich dem Druck in der Vorlaufleitung 16 plus dem Druckäquivalent der Feder 61
ist. Weil der Druck in der Vorlaufleitung konstant ist, ist dann auch der Druck stromauf
der Ablaufmessblende 42 konstant. Der Druck stromab der Ablaufmessblende 42 ist der
konstante Tankdruck. Damit ist die Druckdifferenz über die Ablaufmessblende 42 konstant.
Die aus dem Zylinderraum 22 des Hubzylinders 2 verdrängte Druckmittelmenge und damit
die Senkgeschwindigkeit des Kranarms 4 lässt sich lastunabhängig durch proportionales
Einstellen der Ablaufmessblende steuern.
[0041] Der wesentliche Unterschied der vorbeschriebenen Lösung zu dem Stand der Technik
liegt somit darin, dass die Ablaufdruckwaage 60 in Öffnungrichtung nicht vom Tankdruck,
sondern von einem konstanten, vergleichsweise niedrigen Druck beaufschlagt ist.
[0042] Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Druckmittelzufuhr
zum Zylinderraum 22 über die Bypassleitung 70 des Senkenmoduls 10.
[0043] Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Senkenmoduls 10, bei dem anstelle
der Bypassleitung 70 mit dem Rückschlagventil 72 ein 3/2-Wegeventil 74 verwendet wird.
Der Grundaufbau des Senkenmoduls 10 ist der gleiche wie beim Ausführungsbeispiel gemäß
Figur 1. Im Kanal 58 ist die Ablaufdruckwaage 60 angeordnet, wobei zwischen dieser
und dem Arbeitsanschluss A' das entsperrbare Rückschlagventil 66 ausgebildet ist.
Der zum Entsperren erforderliche Steuerdruck wird über den Entsperrkanal 68 von der
an den Steueranschluss X angeschlossenen Steuerleitung 62 abgegriffen. Die Druckwaage
60 ist über die Feder 61, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kraft aufbringt,
die einem Druck von 5 bar entspricht in Öffnungsrichtung und in Schließrichtung von
dem Druck in der Leitung 64 beaufschlagt, der von dem Kanal 58 abgegriffen wird.
[0044] Das 3/2-Wegeventil 74 ist mittels einer 10bar-Feder 76 und dem Druck in der Steuerleitung
62 in eine Grundposition (a) vorgespannt, in der die Steuerleitung 62 mit einem Druckwaagenkanal
78 verbunden ist, über den die Ablaufdruckwaage 60 zusätzlich zur Kraft der Feder
61 in Öffnungsrichtung beaufschlagt wird.
[0045] Das 3/2-Wegeventil 74 ist in Richtung seiner Schaltposition (b) von dem Druck in
dem Kanal 58 beaufschlagt, der dem Druck in der Leitung 64 entspricht. Das 3/2-Wegeventil
74 wird somit gegen die Kraft der 10bar-Feder 76 in seine Schaltposition (b) verschoben,
wenn die Druckdifferenz zwischen dem Druck im Kanal 58 und dem Druck in der Steuerleitung
62 mehr als 10 bar beträgt. In dieser Schaltposition (b) wird der Kanal 58 mit dem
Druckwaagenkanal 78 verbunden, so dass die Ablaufdruckwaage 60 stirnseitig druckausgeglichen
ist und durch die 5bar-Feder 61 einen Kraftüberschuß in Öffnungsrichtung erfährt.
[0046] Beim Anheben der Last m (Ausfahren des Hubzylinders 2) wird das Wegeventil 26 des
Steuerblocks 8 - wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel - in eine seiner mit
(b) gekennzeichneten Positionen verschoben, so dass das Druckmittel über die Zulaufdruckwaage
32, das Wegeventil 26 und die Rücklaufleitung 18 zum Eingangsanschluss P' des Senkenmoduls
10 (Figur 2) gefördert wird. Der Ringraum 20 des Hubzylinders 2 ist dann über den
Steuerblock 8 mit dem Tank T verbunden. Entsprechend liegt dann am Steueranschluss
X des Senkenmoduls 10 der niedrigere Druck im Ringraum 20 an, während die in Figur
2 rechte Steuerfläche des 3/2-Wegeventils 74 mit dem Druck stromabwärts des Wegeventils
26 beaufschlagt ist - das 3/2-Wegeventil wird in seine mit (b) gekennzeichnete Schaltposition
umgeschaltet, in der die Druckwaage 60 - wie oben beschrieben - von der 5bar-Feder
61 vollständig aufgesteuert ist und keine Wirkung hat. Das Druckmittel kann dann über
den Kanal 58, die Druckwaage 60, das sich öffnende Rückschlagventil 66 und den Arbeitsanschluss
A' in den Zylinderraum 22 strömen.
[0047] Zum Absenken wird das Wegeventil 26 in eine seiner mit (a) gekennzeichneten Steuerpositionen
verfahren, so dass das Druckmittel in den Ringraum 20 gefördert und aus dem Zylinderraum
22 verdrängt wird. Im normalen Betrieb (keine ziehende Last) ist das 3/2-Wegeventil
74 dann durch die Kraft der 10bar-Feder 76 und den Druck in der Vorlaufleitung 16
in seine mit (a) gekennzeichnete Schaltposition vorgespannt und die Ablaufdruckwaage
60 verbleibt in ihrer Öffnungsstellung.
[0048] Im Falle einer ziehenden Last sinkt der Druck im Ringraum 20 ab und der Druck stromaufwärts
der Ablaufmessblende 42 steigt aufgrund des größeren verdrängten Druckmittelvolumenstroms
an, so dass entsprechend die Druckwaage 60 in eine Gleichgewichtsposition verschoben
wird, in der der ablaufende Druckmittelvolumenstrom angedrosselt wird. Das 3/2-Wegeventil
74 verbleibt aufgrund der vergleichsweise starken 10bar-Feder 76 in seiner mit (a)
gekennzeichneten Position.
[0049] Der die Zulaufdruckwaage 32 in Öffnungsrichtung beaufschlagende Druck ist beim Anheben
der Last (Ausfahren des Hubzylinders 2) über das Heben-Druckbegrenzungsventil 50 auf
einen vergleichsweise hohen Wert (250 bar) begrenzt, während beim Senken der maximale
Lastsignaldruck über das Senken-Druckbegrenzungsventil 48 auf einen wesentlich geringeren
Wert (25 bar) eingestellt ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das entsperrbare
Rückschlagventil 66 mit einem Steuerdruck entsperrbar, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel
etwa 50 bar entspricht. Die Druckwaagenfeder 34 ist so gewählt, dass die Zulaufdruckwaage
32 bei einem Druck von etwa 25 bar mit der Volumenstromregelung beginnt.
[0050] Auch bei dem anhand Figur 2 erläuterten Ausführungsbeispiel müssen zwischen dem Steuerblock
8 und dem Senkenmodul 10 lediglich 2 Leitungen 16, 18 vorgesehen werden.
[0051] Bei der anhand Figur 1 erläuterten Steueranordnung ist lediglich in der Leitung 18
(Rücklaufleitung) ein Senkenmodul 10 vorgesehen. Prinzipiell kann ein entsprechendes
Senkenmodul auch in der Vorlaufleitung 16 angeordnet werden, das dann entsprechend
wirksam wird, um beim Anheben der Last m eine Ablaufregelung herbeizuführen. Dies
kann beispielsweise dann erforderlich sein, wenn über den Hubzylindern 22 beim Anheben
der Last ein Totpunkt überfahren wird.
[0052] Offenbart ist eine hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung eines Verbrauchers,
mit einer verstellbaren Zumessblende und einer zugeordneten Zulaufdruckwaage sowie
einem im Ablauf vom Verbraucher angeordneten Senkenmodul. Dieses hat eine Ablaufdruckwaage,
die erfindungsgemäß in Öffnungsrichtung von einem konstanten niedrigen Druck im Vorlauf
beaufschlagt ist.
Bezugszeichenliste:
[0053]
- 1
- Steueranordnung
- 2
- Hubzylinder
- 4
- Kranarm
- 6
- Verstellpumpe
- 8
- Steuerblock
- 10
- Senkenmodul
- 12
- Pumpenregler
- 14
- LS-Leitung
- 16
- Vorlaufleitung
- 18
- Rücklaufleitung
- 20
- Ringraum
- 22
- Zylinderraum
- 24
- Schwenkgelenk
- 26
- Wegeventil
- 28
- Tankkanal
- 30
- Zulaufkanal
- 32
- Zulaufdruckwaage
- 34
- Druckwaagenfeder
- 36
- Meldeleitung
- 38
- Steuerkanal
- 40
- Zulaufmessblende
- 42
- Ablaufmessblende
- 43
- Düse
- 44
- Senken-Druckbegrenzungskanal
- 46
- Heben-Druckbegrenzungskanal
- 48
- Senken-Druckbegrenzungsventil
- 50
- Heben-Druckbegrenzungsventil
- 52
- Vorlaufkanal
- 54
- Ablaufkanal
- 56
- Leitung
- 58
- Kanal
- 60
- Ablaufdruckwaage
- 61
- Feder
- 62
- Steuerleitung
- 64
- Leitung
- 66
- entsperrbares Rückschlagventil
- 68
- Entsperrkanal
- 70
- Bypassleitung
- 72
- Umgehungsrückschlagventil
- 74
- 3/2-Wegeventil
- 76
- 10bar-Feder
- 78
- Druckwaagenkanal
1. Hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung eines hydraulischen Verbrauchers (2)
mit einer verstellbaren Zumessblende (40), über die dem hydraulischen Verbraucher
Druckmittel über eine Vorlaufleitung (16) zufließt, mit einer stromauf der Zumessblende
(40) angeordneten Zulaufdruckwaage (32) und mit einer Ablaufdruckwaage (60), die zur
Ablaufstromregelung der beim Senken unter drückender Last vom hydraulischen Verbraucher
(2) zu einem Tank (T) ablaufenden Druckmittelmenge in einer Rücklaufleitung (18) zwischen
einer verstellbaren Ablaufmessblende (42) und dem hydraulischen Verbraucher (2) angeordnet
und in Schließrichtung von dem Druck stromauf der Ablaufmessblende (42) beaufschlagt
ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ablaufstromregelung in der Vorlaufleitung (16) ein konstanter niedriger Druck
eingeregelt ist und dass die Ablaufdruckwaage (60) in Öffnungsrichtung von dem konstanten
Druck in der Vorlaufleitung (16) beaufschlagt ist.
2. Steueranordnung nach Patentanspruch 1, wobei zur Einregelung des konstanten Druckes
in der Vorlaufleitung (16) die Zulaufdruckwaage (32) in Öffnungsrichtung von einem
konstanten Druck beaufschlagt ist.
3. Steueranordnung nach Patentanspruch 2, wobei der konstante Druck mittels eines auf
den niedrigen Druck eingestelltes Senken-Druckbegrenzungsventil (48) einstellbar ist,
das beim Senken an eine über eine Düse (43) mit der Vorlaufleitung (16) verbundene
Meldeleitung (36) angeschlossen ist und zusammen mit der Zulaufdruckwaage (32) ein
vorgesteuertes Druckminderventil bildet.
4. Steueranordnung nach Patentanspruch 3, wobei das Senken-Druckbegrenzungsventil (48)
verstellbar ist.
5. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die zumessblende
(40) und die Ablaufmessblende (42) durch ein stetig verstellbares Wegeventil (26)
gebildet sind.
6. Steueranordung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche wobei zwischen der Ablaufdruckwaage
(60) und dem Verbraucher (2) ein entsperrbares Rückschlagventil (66) angeordnet ist.
7. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einer die Ablaufdruckwaage
(60) umgehenden Bypassleitung (70), der ein zum Verbraucher (2) hin öffnendes Umgehungsrückschlagventil
(72) angeordnet ist.
8. Steueranordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, wobei der Steuerdruck über
ein Wegeventil (74) abgegriffen ist, das in seiner Grundposition (a) eine den Steuerdruck
führende Steuerleitung (78) mit einer vom Zulaufdruck beaufschlagten Leitung (62)
und in einer Schaltposition (b) mit einem den Druck zwischen der Ablaufmessblende
(42) und der Ablaufdruckwaage (60) führenden Leitungsabschnitt (58) verbindet.
9. Steueranordnung nach Patentanspruch 8, wobei das Wegeventil (74) in Richtung der Grundposition
(a) vom Vorlaufdruck und in Schließrichtung von dem Druck zwischen der Ablaufdruckwaage
(60) und der Ablaufmessblende (42) beaufschlagt ist.
10. Steueranordnung nach Patentanspruch 6, wobei das entsperrbare Rückschlagventil (66)
vom Steuerdruck entsperrbar ist.
11. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einer Verstellpumpe
(6), die in Abhängigkeit von einem über eine LS-Leitung (14) abgegriffenen Lastdrucksignal
des Verbrauchers ansteuerbar ist.
12. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Verbraucher
(2) ein Hydrozylinder ist.
1. A hydraulic control arrangement for controlling a hydraulic consumer (2), with an
adjustable inlet metering orifice (40), via which pressure medium flows to the hydraulic
consumer by means of a feed line (16), with an inlet pressure-maintaining valve (32)
arranged upstream of the inlet metering orifice (40) and with an outlet pressure-maintaining
valve (60) which, in order to regulate the outlet flow of the quantity of pressure
medium discharged from the hydraulic consumer (2) to a tank (T) during lowering under
compressive load, is arranged in a return line (18) between an adjustable outlet metering
orifice (42) and the hydraulic consumer (2) and is acted upon in the closing direction
by the pressure upstream of the outlet metering orifice (42), characterised in that a constant low pressure is set in the feed line (16) in order to regulate the outlet
flow and in that the outlet pressure-maintaining valve (60) is acted upon in the opening direction
by the constant pressure in the feed line (16).
2. A control arrangement according to claim 1, wherein the inlet pressure-maintaining
valve (32) is acted upon by a constant pressure in the opening direction in order
to set the constant pressure in the feed line (16).
3. A control arrangement according to claim 2, wherein the constant pressure can be set
by means of a lowering pressure-limiting valve (48) which is set to the low pressure
and which, during lowering, is connected to a signalling line (36) connected to the
feed line (16) via a nozzle (43) and which, together with the inlet pressure-maintaining
valve (32), forms a pilot-controlled pressure-reducing valve.
4. A control arrangement according to claim 3, wherein the lowering pressure-limiting
valve (48) is adjustable.
5. A control arrangement according to any one of the preceding claims, wherein the inlet
metering orifice (40) and the outlet metering orifice (42) are formed by a continuously
adjustable directional-control valve (26).
6. A control arrangement according to any one of the preceding claims, wherein an unblockable
non-return valve (66) is arranged between the outlet pressure-maintaining valve (60)
and the consumer (2).
7. A control arrangement according to any one of the preceding claims, with a bypass
line (70) which bypasses the outlet pressure-maintaining valve (60) and in which a
bypass non-return valve (72) opening in the direction of the consumer (2) is arranged.
8. A control arrangement according to any one of claims 1 to 6, wherein the control pressure
is tapped via a directional-control valve (74) which in its starting position (a)
connects a control line (78), conducting the control pressure, to a line (62) acted
upon by the inlet pressure, and in a switching position (b) connects the control line
(78) to a line portion (58) conducting the pressure between the outlet metering orifice
(42) and the outlet pressure-maintaining valve (60).
9. A control arrangement according to claim 8, wherein the directional-control valve
(74) is acted upon in the direction of the starting position (a) by the feed pressure
and in the closing direction by the pressure between the outlet pressure-maintaining
valve (60) and the outlet metering orifice (42).
10. A control arrangement according to claim 6, wherein the unblockable non-return valve
(66) is unblockable by the control pressure.
11. A control arrangement according to any one of the preceding claims, with a variable
displacement pump (6) which is actuatable as a function of a load-pressure signal
from the consumer, which load-pressure signal is tapped via an LS line (14).
12. A control arrangement according to any one of the preceding claims, wherein the consumer
(2) is a hydraulic cylinder.
1. Dispositif de commande hydraulique pour la commande d'un consommateur hydraulique
(2) avec un diaphragme de dosage réglable (40) par l'intermédiaire duquel un fluide
sous pression est alimenté au consommateur hydraulique au moyen d'une conduite montante
(16), avec une balance de pression d'alimentation (32) disposée en amont du diaphragme
de dosage (40) et avec une balance de pression d'évacuation (60) qui est disposée
dans une conduite descendante entre un diaphragme de mesure de sortie réglable (42)
et le consommateur hydraulique (2) pour la régulation du courant de sortie du débit
de fluide sous pression sortant du consommateur hydraulique (2) vers un réservoir
(T) lors de la descente sous charge sous pression et qui est alimentée dans le sens
de fermeture par la pression en amont du diaphragme de mesure de sortie (42), caractérisé en ce que, pour la régulation du courant de sortie, une faible pression constante est réglée
dans la conduite montante (16) et en ce que la balance de pression d'évacuation (60) est alimentée dans le sens d'ouverture par
la pression constante dans la conduite montante (16).
2. Dispositif de commande selon la revendication 1, dans lequel, pour la régulation de
la pression constante dans la conduite montante (16), la balance de pression d'alimentation
(32) est alimentée dans le sens d'ouverture par une pression constante.
3. Dispositif de commande selon la revendication 2, dans lequel la pression constante
est réglable à l'aide d'une soupape de limitation de pression de descente (48) réglée
sur la basse pression qui, lors de la descente, est raccordée à une conduite de signalisation
(36) reliée à la conduite montante (16) par l'intermédiaire d'une buse (43) et qui
forme une soupape pilote de détente de pression conjointement avec la balance de pression
d'alimentation (32).
4. Dispositif de commande selon la revendication 3, dans lequel la soupape de limitation
de pression de descente (48) est réglable.
5. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel le diaphragme de dosage (40) et le diaphragme de mesure de sortie (42) sont
formés par une soupape trois voies réglable en continu (26).
6. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel une soupape antiretour déblocable (66) est disposée entre la balance de pression
d'évacuation (60) et le consommateur (2).
7. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, avec
une conduite de dérivation (70) contournant la balance de pression d'évacuation (60)
à laquelle est associée une soupape antiretour de dérivation (72) s'ouvrant vers le
consommateur (2).
8. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel
la pression de commande est prélevée par une soupape trois voies (74) qui, dans sa
position de base (a), relie une conduite de commande (78) pilotant la pression de
commande avec une conduite (62) alimentée par la pression d'alimentation et, dans
une position de commutation (b), avec un tronçon de conduite (58) pilotant la pression
entre le diaphragme de mesure de sortie (42) et la balance de pression d'évacuation
(60).
9. Dispositif de commande selon la revendication 8, dans lequel la soupape trois voies
(74) est alimentée par la pression montante dans le sens de la position de base (a)
et par la pression entre la balance de pression d'évacuation (60) et le diaphragme
de mesure de sortie (42) dans la position de fermeture.
10. Dispositif de commande selon la revendication 6, dans lequel la soupape antiretour
déblocable (66) est déblocable par la pression de commande.
11. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, avec
une pompe à débit variable (6) qui peut être commandée en fonction d'un signal de
pression de charge du consommateur prélevé au moyen d'une conduite LS (14).
12. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel le consommateur (2) est un cylindre hydraulique.