DE102016117208A1 - Load-sensing drive system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Load-Sensing Antriebssystem (1) mit einer Pumpe (2) und mindestens einem von der Pumpe (2) mit Druckmittel versorgten doppelt-wirkenden Verbraucher (5), insbesondere einem Differentialzylinder, wobei zur Steuerung jedes Verbrauchers (5) ein Steuerwegeventil (6) vorgesehen ist und eine Druckmittelspeichereinrichtung (30) vorgesehen ist, deren Verbindung mit einer von dem jeweiligen Steuerwegeventil (6) zu einem Behälter (3) geführten Rücklaufleitung (8a; 8b) mittels jeweils eines Rückspeiseventils (31a; 31b) gesteuert ist. Das Rückspeiseventil (31a; 31b) ist in Richtung einer Ablaufstellung (31c) jeweils nur von dem Lastdruck des Verbrauchers (5) sowie einer Federeinrichtung (40a; 40b) beaufschlagt, wobei in der Ablaufstellung (31c) die zugeordnete Rücklaufleitung (8a; 8b) mit dem Behälter (3) verbunden ist, und von dem höchsten Lastdruck der Verbraucher (5) des Antriebssystems (1) in Richtung einer Speicherladestellung (31d; 31e) beaufschlagt, in der die zugeordnete Rücklaufleitung (8a; 8b) mit der Druckmittelspeichereinrichtung (30) verbunden ist.The invention relates to a load-sensing drive system (1) with a pump (2) and at least one of the pump (2) supplied with pressure medium double-acting consumer (5), in particular a differential cylinder, wherein for controlling each consumer (5) Control line valve (6) is provided and a pressure medium storage device (30) is provided, the connection with one of the respective control way valve (6) to a container (3) guided return line (8a, 8b) is controlled by means of a respective return valve (31a, 31b) , The return feed valve (31a, 31b) is acted upon in the direction of a discharge position (31c) only by the load pressure of the consumer (5) and a spring device (40a, 40b), wherein in the discharge position (31c) the associated return line (8a, 8b) is connected to the container (3), and is acted upon by the highest load pressure of the load (5) of the drive system (1) in the direction of a storage loading position (31d, 31e), in which the associated return line (8a, 8b) is connected to the pressure medium storage device (30 ) connected is.
Description
Die Erfindung betrifft ein Load-Sensing Antriebssystem mit einer Pumpe und mindestens einem von der Pumpe mit Druckmittel versorgten doppelt-wirkenden Verbraucher, insbesondere einem Differentialzylinder, wobei zur Steuerung jedes Verbrauchers ein Steuerwegeventil vorgesehen ist und eine Druckmittelspeichereinrichtung vorgesehen ist, deren Verbindung mit einer von dem jeweiligen Steuerwegeventil zu einem Behälter geführten Rücklaufleitung mittels jeweils eines Rückspeiseventils gesteuert ist. The invention relates to a load-sensing drive system with a pump and at least one of the pump with pressure medium supplied double-acting consumer, in particular a differential cylinder, wherein for controlling each consumer, a control valve is provided and a pressure medium storage device is provided, the connection to one of the respective control way valve to a container guided return line is controlled by means of a respective return valve.
Als Load-Sensing Antriebssysteme ausgebildete hydraulische Antriebssysteme werden in mobilen Arbeitsmaschinen eingesetzt. Bei Load-Sensing Antriebssystemen können die unterschiedlichen Lastdrücke der verschiedenen Verbraucher mit einer Pumpe bereitgestellt werden. Bei der gleichzeitigen Ansteuerung mehrerer Verbraucher mit unterschiedlichen Lastdrücken wird die Pumpe auf den höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher eingestellt. An den Verbrauchern mit einem niedrigeren Lastdruck ist in der Zulaufseite jeweils eine Druckwaage angeordnet, die den von der Pumpe gelieferten Systemdruck auf den für den jeweiligen Verbraucher erforderlichen Druck absenken. Hierbei entstehen an den zulaufseitigen Druckwaagen der Verbraucher Drosselverluste. Designed as load-sensing drive systems hydraulic drive systems are used in mobile machines. With load-sensing drive systems, the different load pressures of the various consumers can be provided with one pump. In the simultaneous control of several consumers with different load pressures, the pump is set to the highest load pressure of the driven consumers. At the consumers with a lower load pressure in each case a pressure compensator is arranged in the inlet side, which lower the system pressure supplied by the pump to the pressure required for the respective consumer. In this case, throttle losses occur at the inlet-side pressure compensators of the consumers.
Um diese Drosselverluste an den zulaufseitigen Druckwaagen der Verbraucher zu verringern, ist es bei gattungsgemäßen Load-Sensing Antriebssystemen bekannt, eine Druckmittelspeichereinrichtung vorzusehen, deren Verbindung mit einer von dem jeweiligen Steuerwegeventil zu einem Behälter geführten Rücklaufleitung mittels jeweils eines Rückspeiseventils gesteuert ist. Ein gattungsgemäßes Load-Sensing Antriebssystemen mit einer Druckmittelspeichereinrichtung und Rückspeiseventilen, die die Druckmittelspeichereinrichtung mit den entsprechenden Rücklaufleitungen der Steuerwegeventile verbindet, ist aus der
Mit den Rückspeiseventilen kann die die Ablaufseite des entsprechenden Verbrauchers bildende Rücklaufleitung mit dem Druck der Druckmittelspeichereinrichtung vorgespannt werden und somit in der die Ablaufseite bildenden Rücklaufleitung des Verbrauchers ein Gegendruck erzeugt werden. Dadurch wird der Druck in der Zulaufseite des Verbrauchers ebenfalls um den Druck der Druckmittelspeichereinrichtung angehoben, so dass der Verbraucher mit einem angehobenen Druckniveau betrieben wird. Dadurch können die Drosselverluste an den in der Zulaufseite angeordneten Druckwaagen bei der gleichzeitigen Betätigung mehrerer Verbraucher mit unterschiedlichen Lastdrücke verringert werden und die Drosselverluste an den in der Zulaufseite angeordneten Druckwaagen zumindest teilweise durch Laden der Druckmittelspeichereinrichtung zurückgewonnen werden. With the return valves, the return side of the corresponding consumer forming return line can be biased with the pressure of the pressure medium storage device and thus in the drain side forming the discharge line of the consumer, a back pressure can be generated. As a result, the pressure in the inlet side of the consumer is also raised by the pressure of the pressure medium storage device, so that the consumer is operated at a raised pressure level. As a result, the throttling losses at the pressure compensators arranged in the inlet side can be reduced during the simultaneous actuation of a plurality of consumers with different load pressures, and the throttling losses at the pressure compensators arranged in the inlet side can be at least partially recovered by loading the pressure medium storage device.
Bei dem aus der
Bei dem aus der
Bei dem aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Load-Sensing Antriebssystem der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, das bei einfachem Aufbau und geringem Bauaufwand ermöglicht, das volle Potenzial der Reduzierung der Drosselverluste an den in der Zulaufseite angeordneten Druckwaagen auszuschöpfen. The present invention has for its object to provide a load-sensing drive system of the type mentioned is available, which allows a simple structure and low construction costs to exploit the full potential of reducing the throttle losses of the arranged in the inlet side pressure compensators.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Rückspeiseventil in Richtung einer Ablaufstellung jeweils nur von dem Lastdruck des Verbrauchers sowie einer Federeinrichtung beaufschlagt ist, wobei in der Ablaufstellung die zugeordnete Rücklaufleitung mit dem Behälter verbunden ist, und von dem höchsten Lastdruck der Verbraucher des Antriebssystems in Richtung einer Speicherladestellung beaufschlagt ist, in der die zugeordnete Rücklaufleitung mit der Druckmittelspeichereinrichtung verbunden ist. Ein erfindungsgemäßes Rückspeiseventil bildet somit ein Regelventil, das den Druck in der Druckspeichereinrichtung nicht berücksichtigt. Ein erfindungsgemäßes Rückspeiseventile vergleicht somit nicht den Druck der Druckmittelspeichereinrichtung mit dem Druckabfall über die Druckwaage des Verbrauchers, sondern regelt einen maximalen Druckabfall über die Druckwaage ein, wobei das Rückspeiseventil sicherstellt, dass ein an der Druckwaage durch eine Federvorspannung vorgegebener maximaler Druckabfall über die Druckwaage nicht überschritten wird. Hierdurch kann bei einem einfachen Aufbau und mit geringem Bauaufwand das volle Potenzial der Reduzierung der Drosselverluste an den in der Zulaufseite angeordneten Druckwaagen ausgeschöpft werden. This object is achieved in that the return feed valve is acted upon in the direction of a drain position only by the load pressure of the consumer and a spring device, wherein in the outlet position the associated return line is connected to the container, and of the highest load pressure of the consumer of the drive system in Direction of a storage loading position is acted upon, in which the associated return line is connected to the pressure medium storage device. An inventive return feed valve thus forms a control valve that does not take into account the pressure in the pressure storage device. An inventive return feed valves thus does not compare the pressure of the pressure medium storage device with the pressure drop across the pressure balance of the consumer, but regulates a maximum pressure drop across the pressure compensator, the return feed ensures that a predetermined at the pressure compensator by a spring preload maximum pressure drop across the pressure compensator becomes. As a result, with a simple structure and low construction costs, the full potential of reducing the throttle losses on the pressure compensators arranged in the inlet side can be exploited.
Mit einem derartigen als Regelventil ausgebildeten Rückspeiseventil wird es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ermöglicht, dass die Druckmittelspeichereinrichtung zumindest zwei Druckmittelspeicher aufweist, die unterschiedliche Druckniveaus aufweisen, und das Rückspeiseventil für jeden Druckmittelspeicher eine Speicherladestellung aufweist. Von dem als Regelventil ausgebildeten Rückspeiseventil wird die Rücklaufleitung des Verbrauchers immer maximal angestaut, so dass an die Rücklaufleitung mehrere Druckmittelspeicher mit unterschiedlichen Druckniveaus angeschlossen werden können, da von dem als Regelventil ausgebildeten Rückspeiseventil immer die Rücklaufleitung mit demjenigen Druckmittelspeicher verbunden wird, der das nächst niedrigere Druckniveau aufweist. With such a feedback valve designed as a control valve, according to an advantageous development of the invention, it is made possible for the pressure medium storage device to have at least two pressure medium reservoirs which have different pressure levels and the regenerative valve has a memory charging position for each pressure medium reservoir. From the feedback valve designed as a control valve, the return line of the consumer is always maximum accumulated, so that several pressure fluid accumulator can be connected to the return line with different pressure levels, as always formed by the feedback valve designed as a control valve, the return line to that pressure fluid reservoir, which is the next lower pressure level having.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Steuerwegeventil mit einer ersten Rücklaufleitung versehen, die in einer ersten Steuerstellung des Steuerwegeventils mit einer zweiten Verbraucherseite des Verbrauchers verbunden ist, und mit einer zweiten Rücklaufleitung versehen, die in einer zweiten Steuerstellung des Steuerwegeventils mit einer ersten Verbraucherseite des Verbrauchers verbunden ist, wobei in der ersten Rücklaufleitung ein erstes Rückspeiseventil angeordnet ist, das die Verbindung der ersten Rücklaufleitung mit der Druckmittelspeichereinrichtung oder dem Behälter steuert, und in der zweiten Rücklaufleitung ein zweites Rückspeiseventil angeordnet ist, das die Verbindung der zweiten Rücklaufleitung mit der Druckmittelspeichereinrichtung oder dem Behälter steuert. Mit einem Steuerwegeventil, das für jede Verbraucherseite eine eigene Rücklaufleitung aufweist, in der jeweils ein eigenes Rückspeiseventil angeordnet ist, wird es mit einfachem Aufbau und mit geringem Bauaufwand ermöglicht, bei einem als Differentialzylinder ausgebildeten Verbraucher, der unterschiedliche Kolbenflächen an den beiden Verbraucherseiten aufweist, in beiden Bewegungsrichtungen des Differentialzylinders die Drosselverluste an den Druckwaagen zu verringern, indem über das entsprechende Rückspeiseventil die jeweilige Rücklaufleitung mit der Druckmittelspeichereinrichtung verbunden wird. Mit separaten Rückspeiseventilen für beide Bewegungsrichtungen eines Differentialzylinders, d.h. einem separaten Rückspeiseventil für jede Bewegungsrichtung des Differentialzylinders, können auf einfache Weise die Drosselverluste an den Druckwaagen in beiden Bewegungsrichtungen des Differentialzylinders verringert werden. Die von den entsprechenden Drücken beaufschlagten Steuerdruckflächen an dem jeweiligen Rückspeiseventil können hierbei auf einfache Weise an die Kolbenflächen und somit an das Flächenverhältnis des Differentialzylinders angepasst werden, um für beide Bewegungsrichtungen des Differentialzylinders die Drosselverluste an den Druckwaagen verringern zu können. According to an advantageous embodiment of the invention, the control path valve is provided with a first return line, which is connected in a first control position of the control valve to a second consumer side of the consumer, and provided with a second return line in a second control position of the control valve with a first side of the consumer Consumer is connected, wherein in the first return line, a first return valve is arranged, which controls the connection of the first return line with the pressure medium storage device or the container, and in the second return line, a second return valve is arranged, the connection of the second return line with the pressure medium storage device or controls the container. With a control way valve, which has its own return line for each consumer side, in each of which a separate return valve is arranged, it is possible with a simple structure and low construction costs, in a trained as a differential cylinder consumer having different piston surfaces on the two consumer sides, in two directions of movement of the differential cylinder to reduce the throttle losses at the pressure compensators by the respective return line is connected to the pressure medium storage device via the corresponding return feed. With separate return valves for both directions of movement of a differential cylinder, ie a separate return valve for each direction of movement of the differential cylinder, can easily throttle losses to the Pressure compensators are reduced in both directions of movement of the differential cylinder. The acted upon by the corresponding pressures control pressure surfaces on the respective return valve can hereby be adapted in a simple manner to the piston surfaces and thus to the area ratio of the differential cylinder to reduce the throttle losses at the pressure compensators for both directions of movement of the differential cylinder.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Further advantages and details of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in the schematic figure.
In der Figur ist ein Schaltplan eines Load-Sensing geregelten, erfindungsgemäßen Antriebssystems
Das Antriebssystem
Zur Steuerung des Verbrauchers
Das als Wegeventil ausgebildete Steuerwegeventil
Der bei einer Betätigung des Steuerwegeventils
Die stromab der Messblende
Bei einer Betätigung mehrerer Verbraucher steht in der Lastdruckmeldeleitung
Das Antriebssystem
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der ersten Rücklaufleitung
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Druckmittelspeichereinrichtung
Der Druckmittelspeicher
Der Druckmittelspeicher
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rückspeiseventile
In der Ablaufstellung
Die Rückspeiseventile
Das erste Rückspeiseventil
Das zweite Rückspeiseventil
In den Ansteuerleitungen
Nicht weiter dargestellte weitere Verbraucher des Antriebssystems
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem
Die erfindungsgemäßen Rückspeiseventile
Mit den erfindungsgemäßen Rückspeiseventilen
Mit den beiden separaten Rückspeiseventilen
Mit den erfindungsgemäßen Rückspeiseventilen
Die erfindungsgemäßen Rückspeiseventile
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, bei dem das Steuerwegeventil
Zudem kann die Druckmittelspeicheinrichtung
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