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Die Erfindung betrifft ein hydraulisches
Zweikreissystem zur Ansteuerung von Verbrauchern eines mobilen Gerätes, insbesondere
eines Raupengerätes
gemäß dem Oberbegriff
der Patentansprüche
1 und 13.
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In der
US 6,170,261 B1 ist ein hydraulisches Zweikreissystem
eines mobilen Gerätes,
beispielsweise eines Ketten- oder Raupengeräts offenbart. Bei derartigen
Raupengeräten
hat das Fahrwerk zwei Raupen, die jeweils über einen der hydraulischen
Kreise getrennt voneinander ansteuerbar sind. An die beiden hydraulischen
Kreise des Kettengerätes
sind des Weiteren noch ein Drehwerk sowie Aggregate der Ausrüstung, wie
beispielsweise der Ausleger, der Stiel und der Löffel angeschlossen. Jeder der
beiden hydraulischen Kreise wird von einer Verstellpumpe mit Druckmittel
gespeist, die in Abhängigkeit
vom jeweils höchsten
Lastdruck der Verbraucher im jeweils zugeordneten Kreis angesteuert
werden. Für
hydraulische Zweikreissysteme sind jedoch auch andere Anwendungsfälle, z.B.
Radbagger oder Kräne,
denkbar.
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Zur Vermeidung einer Druckmittelunterversorgung
besteht die Möglichkeit
beide hydraulischen Kreise zu summieren. Bei der in der
US 6,170,261 B1 offenbarten
Lösung
erfolgt diese Summierung der beiden hydraulischen Kreise über eine
Summierventilanordnung, über
das die mit den beiden Pumpen verbundenen Druckleitungen sowie die
Lastdruckmeldeleitungen der beiden Kreise summiert werden. Die Ansteuerung
der Summierventilanordnung erfolgt in Abhängigkeit von der Druckmittelzufuhr
zum zusätzlichen
Verbraucher. Zusätzlich
kann der Bediener manuell eingreifen und die beiden Kreise summieren.
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In der nachveröffentlichten Anmeldung
DE 102 52 241 der Anmelderin
wird eine gegenüber
der
US 6,160,261 B1 verbesserte
Lösung
beschrieben, bei der die Summierventilanordnung derart ausgebildet
ist, dass bei Summierung der Kreise ein höherer Lastdruck bei geringem
Druckmittelbedarf in einem der Kreise, nicht in den anderen Kreis
mit niedrigerem Lastdruck gemeldet wird.
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Nachteilig bei diesen Lösungen ist
jedoch, dass die bei LUDV-Systemen den Verbrauchern jeweils vorgeschalteten
Proportionalwegeventile mit Messblende und nachgeschalteter Druckwaage
auf den Volumenstrom ausgelegt werden müssen, der bei Summierung von
beiden Kreisen maximal zum zugeordneten Verbraucher gefördert werden
kann. Das heißt,
bei einem Zweikreisbetrieb des Systems sind die in den jeweiligen
Hauptachsen angeordneten Proportionalwegeventile, insbesondere deren Messblenden überdimensioniert.
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Nachteilig ist desweiteren, dass
bei den bekannten Lösungen
sehr früh
auf ein Einkreissystem umgeschaltet wird, da die Summierventilanordnung die
Kreise bereits summiert, wenn mehr Druckmittel angefordert wird,
als durch die Pumpe geliefert werden kann.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, ein Zweikreissystem zu schaffen, bei dem die für eine lastdruckunabhängige Ansteuerung der
zu summierenden Verbraucher erforderlichen Messblenden in optimaler
Weise an den Zweikreisbetriebszustand angepasst sind, und bei dem
eine vorzeitige Summierung verhindert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Zweikreissystem
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder 13 gelöst.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Summierung der
Druckmittelströme
nicht – wie
beim eingangs beschriebenen Stand der Technik – vor der Messblende der dem
Verbraucher zugeordneten Hauptachse, sondern erst nach dieser Messblende
und einer Druckwaage, so dass diese lediglich an die Pumpenmenge
des zugeordneten Kreises angepasst werden muss. Da die Summierung
somit erst nach der Messblende des summierten Verbrauchers erfolgt,
können alle
Messblenden der summierten Hauptachsen auf die Pumpenmenge der jeweiligen
Pumpe abgestimmt werden. Durch diese Maßnahme wird die Steuerbarkeit
stark verbessert, weil bei der Überlagerung
von mehreren Verbrauchern der Grad der Untersättigung (Δp) zwischen Pumpendruck und
Lastdruck nicht zu stark abfällt.
Bei Reduzierung des Steuerdrucks verändert sich die Geschwindigkeit
der einzelnen Verbraucher mit einer höheren Verstärkung, so dass die von einem
Gebergerät – beispielsweise
einem Joystick – vorgegebenen
Steuersignale schneller und exakter umgesetzt werden.
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Das frühzeitige Umschalten auf einen
Einkreis lässt
sich weiter verhindern, indem das die Summierventilanordnung betätigende
Steuersignal so gewählt
ist, dass es erst dann zu einer Summierung kommt, wenn der Verbraucher
im Zweikreissystem über
seine Verbraucherventilachse bereits angesteuert, bspw. beschleunigt
ist.
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Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird in der jedem Verbraucher zugeordneten Hauptachse ein Proportionalwegeventil
mit einer Messblende und einem Richtungsteil verwendet, wobei der
Messblende eine LUDV-Druckwaage nachgeschaltet
ist. Durch diese Maßnahme
lässt sich ein
lastdruckunabhängiger
Volumenstrom zum Verbraucher aufrecht erhalten.
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Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
hat die Summierventilanordnung ein Summierproportionalventil, das
eine Summiermessblende ausbildet, der eine Summierdruckwaage nachgeschaltet
ist. Die Ansteuerung dieses Summierproportionalventils kann elektrisch,
mechanisch oder hydraulisch erfolgen. Durch geeignete Einstellung
der Steuersignale kann das Auf steuern des Summierproportionalventils
damit die Verbindung des Zweikreissystems zu einem Einkreissystem
so gesteuert werden, dass im Betriebsbereich so lange wie möglich zweikreisig
gefahren wird, so dass die Steuerbarkeit der hydraulischen Verbraucher
und die Energiebilanz optimiert ist.
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Bei einer hydraulischen Ansteuerung
des Summierproportionalventils kann der Steuerdruck in Abhängigkeit
von der Betätigung
eines Gebergerätes,
beispielsweise eines Vorsteuergeräts an das Summierproportionalventil
angelegt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung hat die Summierventilanordnung ein LS-Meldeventil, über das
bei der Summierung das jeweilige LS-Signal auf die LUDV-Druckwaage
der Summierachse geleitet wird. Sollte dabei der höchste Lastdruck
im Menge aufnehmenden Kreis niedriger sein als im Menge abgebenden
Kreis, so wird der Pumpendruck im aufnehmenden Kreis nicht angehoben.
Umgekehrt wird der Pumpendruck im Menge abgebenden Kreis angehoben,
wenn der aufnehmende Kreis einen höheren Lastdruck als der abgebende
Kreis hat.
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Der Summierventilanordung kann des
Weiteren noch ein Steuerventil zugeordnet sein, über das die den Pumpen druck
führenden
und den Lastdruck führenden
Leitungen miteinander verbindbar sind. Die Ansteuerung dieses Steuerventils
erfolgt beispielsweise über
einen Steuerdruck, der auf Grund eines von der Bedienperson vorgegebenen
manuellen Steuersignals abgegeben wird. D.h., mittels dieses Steuerventils
lässt sich
das Zweikreissystem unabhängig
von einer Untersättigung
in den Kreisen in ein Einkreissystem umschalten. Dies kann beispielsweise
dann erforderlich sein, wenn das Raupenfahrwerk in Überlagerung
mit anderen Verbrauchern angesteuert ist.
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Die Funktion des Steuerventils und
des LS-Meldeventils
kann auch in das Summierproportionalventil integriert sein. Bei
einer bevorzugten Variante wird dieses mit einer zusätzlichen
Schaltstellung ausgeführt,
in der die beiden den Pumpendruck führenden Leitungen der beiden
Kreise miteinander verbunden sind. Dies lässt sich beispielsweise dadurch realisieren,
dass die einen Ventilschieber des Summierproportionalventils in
seine Grundstellung (Sperrstellung) vorspannende Steuerfederanordnung
so ausgeführt
ist, dass die Steuerfedervorspannung einseitig verringerbar ist
und der Ventilschieber dann auf Grund der einseitig verringerten
Kräfte
in die besagte Schaltstellung verschoben wird.
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Zur Veränderung dieser Federvorspannung kann
eine Steuerfeder des Summierproportionalventils hydraulisch mittels
eines Steuerdrucks vorgespannt sein, wobei eine diesen Steuerdruck
führende Steuerleitung
mittels eines Übersteuerventils
mit dem Tank verbindbar ist, so dass dieser Steuerdruck abgesenkt
und entsprechend die Vorspannung der Steuerfeder verringert wird.
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Beim Summieren der beiden Kreise
und dem parallelen Ansteuern mehrerer Verbraucher kann das System
in Untersättigung
arbeiten, so dass keine lastdruckunabhängige Ansteuerung der jeweiligen Verbraucher
gewährleistet
ist. Um diese Effekte zu mildern, können an den Summierpunkten
von üblicherweise
lastdruckniedrigen Verbrauchern Düsen vorgeschaltet sein, wodurch
für die
aus dem anderen Kreis zugeführte
Menge eher die gewünschte
Aufteilung der zugeführten
Menge zwischen lastdruckniedrigen und lastdruckhohen Verbrauchern
erhalten werden kann.
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Erfindungsgemäß kann es ausreichend sein, wenn
die vorbeschriebene Summierung nur in einer, vom Proportionalventil
der Verbraucherventilachse vorgegebenen Druckmittelströmungsrichtung
erfolgt, während
in Gegenrichtung keine Summierung vorgesehen wird. Dabei wird es
besonders bevorzugt, wenn der Druckmittelstrom aus dem zugeschalteten Kreis
in einen Leitungsabschnitt zwischen einem Lasthalteventil der Verbraucherventilachse
und einem Richtungsteil des Proportionalventils einmündet.
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Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand sonstiger Unteransprüche.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Prinzipdarstellung der Grundfunktionen des erfindungsgemäßen Zweikreissystems;
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2 ein
Schaltschema eines erfindungsgemäßen Zweikreissystems
für ein
Raupengerät;
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3 eine
vergrößerte Darstellung
einer Summierventilanordnung aus 2,
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4, 4a eine Summierventilanordung
eines weiteren Ausführungsbeispiels,
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5 ein
drittes Ausführungsbeispiel,
bei dem bei Summierung die LS-Drücke
beider Kreise immer gleich sind, und
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6a, 6b zwei Alternativen eines
vierten Ausführungsbeispiels.
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1 zeigt
ein Grundschema einer Baggersteuerung, die als Zweikreissystem mit
zwei hydraulischen Kreisen 2, 4 aufgebaut ist. Über die
beiden Kreise lassen sich Verbraucher 8, 10 des
Baggers, wie beispielsweise die Fahrantriebe eines Fahrwerks mit
zwei Raupen oder die Ausrüstung
des Baggers, wie beispielsweise ein Drehwerk, ein Stiel, ein Löffel oder
ein Ausleger ansteuern. Die Druckmittelversorgung der beiden Kreise 2, 4 erfolgt
jeweils über
eine Verstellpumpe 6, 7, die vorzugsweise in Abhängigkeit vom
maximalen Lastdruck im jeweiligen Kreis angesteuert werden.
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wird durch Ansteuerung des Verbrauchers 8 mehr
Druckmittel angefordert als die zugeordnete Verstellpumpe 6 liefern
kann, so wird der Verbraucher 8 mit Untersättigung
betrieben. Zur Vermeidung einer derartigen Untersättigung
ist eine Summierventilanordnung 12 vorgesehen, über die
eine vorgebbare Druckmittelmenge von der Verstellpumpe 7 dem Verbraucher 8 zugeführt werden
kann.
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Bei derartigen Baggersteuerungen
erfolgt eine lastdruckunabhängige
Versorgung der Verbraucher
8,
10,..., wobei in
jeder Verbraucherventilachse eine verstellbare Messblende
14 und
eine dieser nachgeschaltete Druckwaage
16 angeordnet sind. Diese
wird in Öffnungsrichtung
von dem Druck stromabwärts
der Messblende
14 und in Schließrichtung vom höchsten Lastdruck
im jeweiligen Kreis
2,
4 beaufschlagt. Dieser
höchste
Lastdruck jedes Kreises
2,
4 steht in LS-Leitungen
18,
20 an.
Der Druckwaagekolben stellt sich in eine Regelposition ein, in der der
Druckabfall über
der Messblende
14 lastdruckunabhängig konstant gehalten wird.
Zwischen Druckwaage und Verbaucher ist jeweils noch ein Lasthalteventil
21 angeordnet.
Derartige LS-Steuerungen sind hinlänglich bekannt, so dass auf
eine weitere Beschreibung der Funktionsweise der Ventilachse verzichtet
werden kann. Insbesondere ist es bekannt, dass der höchste Lastdruck
durch eine zusätzliche Steuerkante
an den Druckwaagen
16 ausgewählt wird (z.B.
US 5,305,789 ).
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Von einer den Pumpendruck führenden Pumpenleitung 22 zweigt
eine Summierleitung 24 ab, die zur Summierventilanordnung 12 führt. Diese
hat eine Summiermessblende 26, der eine LUDV-Summierdruckwaage 28 nachgeschaltet
ist. Diese wird wie die Druckwaagen 16 der Verbraucherventilachsen
in Öffnungsrichtung
von dem Druck stromabwärts
der Messblende 26 und in Schließrichtung mit dem Lastdruck
beaufschlagt, der in dem Kreis 4 anliegt. Dieser Lastdruck
wird im vorliegenden Fall über die
LS-Leitung 18 an
die Druckwaage 28 gemeldet. Auch der Druckwaage 28 ist
ein Lasthalteventil 21 nachgeschaltet.
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Die Summierleitung 24 mündet stromabwärts der
Druckwaage 16, des Lasthalteventils 21 und der
dem Verbraucher 8 zugeordneten Verbraucherventilachse in
die zum Verbraucher 8 führende Arbeitsleitung 30 ein.
Das heißt,
die Summierung erfolgt erst nach der Messblende 14, der
Druckwaage 16 und dem Lasthalteventil 21, so dass
deren Querschnitte lediglich an den maximalen, von der Pumpe 6 gelieferten
Druckmittelvolumenstrom anzupassen sind.
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Die Summierventilanordnung 12 hat
des Weiteren noch ein LS-Meldeventil 32. In seiner federvorgespannten
Grundposition sperrt das LS-Meldeventil 32 die Verbindung der
LS-Leitung 18 zur Druckwaage 28 ab. Durch Umschalten
in die Durchgangsstellung wird die LS-Leitung 18 mit der
Druckwaage 28 verbunden. Die Umschaltung des LS-Meldeventils 32 kann
beispielsweise in Abhängigkeit
von der Ansteuerung der veränderlichen
Messblende 14 erfolgen. Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist
lediglich vorgesehen, dass Druckmittel vom Kreis 4 in den
Kreis 2 eingespeist wird. Bei einer derartigen einseitigen
Einspeisung kann das LS-Meldeventil 32 an sich entfallen
und die eine Steuerseite der Druckwaage 28 dauernd mit
der LS-Leitung 18 verbunden sein. Selbstverständlich kann
durch geeignete Ausgestaltung der Summierventilanordnung 12 auch eine
Summierung in umgekehrter Richtung erfolgen, so dass Druckmittel
vom Kreis 2 in den Kreis 4 eingespeist wird. Weil
dann ein LS-Meldeventil notwendig ist, ist dieses auch in 1 eingezeichnet.
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Ein derartiges Ausführungsbeispiel
wird an Hand der 2 und 3 erläutert.
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In 2 ist
ein Teil eines Schaltschemas einer Zweikreissteuerung eines Baggers
mit Raupenantrieb dargestellt. Die Zweikreissteuerung hat wiederum
zwei Kreise 2, 4, die mittels einer Summierventilanordnung 12 miteinander
verbindbar sind. Jeder der Kreise 2, 4 versorgt
einige Verbraucher, wobei der Kreis 2 beispielsweise die
linke Raupe, den Löffel
und den Ausleger versorgt, während
der Kreis 4 die rechte Raupe, den Stiel, das Drehwerk (nicht dargestellt)
und einen optionalen Verbraucher mit Druckmittel versorgt. Jedem
Kreis 2, 4 ist eine Verstellpumpe 6, 7 zugeordnet,
die in Abhängigkeit
vom höchsten
im jeweiligen Kreis 2, 4 anliegenden Lastdruck
angesteuert wird. Jedem der Verbraucher (Fahrwerk, Löffel, Ausleger,
Stiel, Drehwerk, Option) ist eine Verbraucherventilachse zugeordnet,
die ein proportional verstellbares Wegeventil 34 enthält, durch
das ein Geschwindigkeitsteil (LUDV-Messblende 14) und ein
Richtungsteil ausgebildet sind. Stromabwärts des Geschwindigkeitsteils
(LUDV-Messblende 14) ist die LUDV-Druckwaage 16 vorgesehen, die wie
beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel in Öffnungsrichtung
vom Druck stromabwärts
der Messblende des Proportionalventils 34 und in Schließrichtung
von dem höchsten
Lastdruck in diesem Kreis beaufschlagt ist. Die den anderen Verbrauchern
zugeordneten Verbraucherventilachsen sind ähnlich aufgebaut.
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Die Summierachse der Summierventilanordnung 12 hat
ein Summierproportionalventil 36, das die Summiermessblende 26 ausbildet.
Stromabwärts des
Summierproportionalventils 36 ist die Summierdruckwaage 28 vorgesehen, über die
der Druckabfall über
der Summiermessblende 26 lastdruckunabhängig konstant gehalten werden
kann.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Summierventilanordnung 12 ebenfalls
mit einem LS-Meldeventil 32 ausgebildet, über das
die LS-Leitung 18 oder die LS-Leitung 20 auf die
Druckwaage 28 geschaltet werden kann.
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Bei besonderen Betriebszuständen, beispielsweise
bei fahrendem Bagger und Betätigung eines
oder mehrerer anderer Verbraucher ist es vorteilhaft, wenn das Zweikreissystem
manuell in ein Einkreissystem umgeschaltet wird, um eine hinreichende
und gleichmäßige Druckmittelversorgung des
Fahrwerks und damit eine Geradeausfahrt zu gewährleisten. Dieses Umschalten
in ein Einkreissystem kann bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 über ein Steuerventil 38 erfolgen,
das in seiner federvorgespannten Grundstellung den Pumpendruck führende Pumpenleitungen 40, 42 der
Kreise 2, 4 sowie die beiden LS-Leitungen
18, 20 miteinander
verbindet. Das Steuerventil 38 ist mittels eines Steuerdrucks
in seine Durchgangsstellung umschaltbar, wobei dieser Steuerdruck
in Abhängigkeit
von den von der Bedienperson generierten Steuersignalen abgegriffen
wird.
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Bei der in 2 dargestellten Lösung wird das Summierproportionalventil 36 der
Summierachse hydraulisch angesteuert. Der Bagger hat in seiner Fahrerkabine
eine Vielzahl von Vorsteuergeräten, wobei
in 2 beispielhaft handbetätigte Vorsteuergeräte 44, 46 zur
Betätigung
des Stiels und des Drehwerks (Vorsteuergerät 44) und des Auslegers
und des Löffels
(Vorsteuergerät 46)
vorgesehen sind. Die Ansteuerung des Fahrantriebs erfolgt über zwei
fußbetätigte Vorsteuergeräte 48, 50 wobei
das Vorsteuergerät 48 der
linken Raupe und das Vorsteuergerät 50 der rechten Raupe
zugeordnet ist.
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Die Vorsteuergeräte 44, 46, 48, 50 arbeiten auf
der Basis von direkt gesteuerten Druckreduzierventilen. Hinsichtlich
der Funktion dieser Steuergeräte
sei auf die Literatur, beispielsweise auf das Bosch Rexroth Datenblatt
RD 64 552 verwiesen.
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Durch Auslenkung eines Steuerhebels
der Vorsteuergeräte
wird entsprechend der Auslenkung ein Steuerdruck abgegeben, der
zur Ansteuerung der zugeordneten Verbraucher verwendet wird. Bei
dem in 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel
wird der vom Vorsteuergerät 44 zur
Ansteuerung des Stiels abgegebene Steuerdruck über eine Vorsteuerleitung 52 abgegriffen
und zu einer Steuerseite des Summierproportionalventils 36 geführt. Der
höchste
der vom Vorsteuergerät 46 abgegebenen
Steuerdrücke zur
Betätigung
des Auslegers oder des Löffels
wird über
ein Wechselventil und eine weitere Vorsteuerleitung 54 abgegriffen
und zur anderen Steuerfläche des
Summierproportionalventils 36 geführt.
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Über
eine Wechselventilanordnung 56 wird der höchste von
den Steuergeräten 44, 46 abgegebene
Steuerdruck abgegriffen und über
einen Steuerkanal 60 und ein Schaltventil 62 zu
einem Wechselventil 64 geführt, an dessen anderem Eingang
ein vergleichsweise hoher, manuell vorgewählter Steuerdruck anlegbar
ist. Der höhere
dieser beiden Drücke wird
dann zu einer in Öffnungsrichtung
wirksamen Steuerfläche
des Steuerventils 38 geführt.
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Das Schaltventil 62 verbindet
in seiner Grundposition den Steuerkanal 60 mit dem Tank,
so dass das Steuerventil 38 bei unbetätigten Vorsteuergeräten 48, 50 nur
durch den von außen
aufgebrachten Steuerdruck – beispielsweise
durch Umschalten eines Schalters "Einkreissystem" in seine die beiden Kreise 2, 4 verbindende
Schaltstellung umgeschaltet werden kann. Die Betätigung des Schaltventils 62 erfolgt
mittels des höchsten,
von den beiden fußbetätigten Steuergeräten 48, 50 abgegebenen
Steuerdrucks, der über
eine Wechselventilanordnung 58 abgegriffen wird. D.h.,
wenn die beiden Fahrantriebe über
die Steuergeräte 48, 50 angesteuert
werden und gleichzeitig auch die Ausrüstung betätigt wird, so wird das Schaltventil 62 in
seine Durchgangstellung umgeschaltet, in der der höchste von
dem Steuergerät 44, 46 abgegebene
Steuerdruck über
den Steuerkanal 60 und das Wechselventil 64 zum Steuerventil 38 geführt wird,
so dass dieses unabhängig
von der am Summierproportionalventil 36 anliegenden Steuerdruckdifferenz
zum Verbinden der beiden Kreise 2, 4 umgeschaltet
werden kann. Diese Umschaltung kann im vorbeschriebenen Betriebszustand
oder manuell durch Aufgeben des erforderlichen Steuerdrucks von
außen
erfolgen.
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Weitere Details der Summierachse
und der Verbraucherventilachsen werden anhand der vergrößerten Darstellung
in 3 erläutert.
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Das Summierproportionalventil 36 hat
zwei Druckanschlüsse
P1, P2, die mit den Pumpenleitungen 40 bzw. 42 der
Kreise 2, 4 verbunden sind. Zwischen den beiden
Druckanschlüssen
P1, P2 sind zwei Summieranschlüsse
S1, S2 vorgesehen, die mit der Summierleitung 24 des Kreises 2 und
einer Summierleitung 66 des Kreises 4 verbunden
sind.
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Das Summierproportionalventil 36 hat
des Weiteren einen Ausgangsanschluss P'' und
einen Rücklaufanschluss
P'. Der Ausgangsanschluss
P'' ist mit dem Eingangsanschluss
P und der Rücklaufanschluss
P' mit dem Ausgangsanschluss
A der Summierdruckwaage 28 verbunden. Der Druck in einem
Kanal zwischen den Anschlüssen
P'' und P wird über eine
Steuerleitung abgegriffen und zu einer in Öffnungsrichtung der Summierdruckwaage 28 wirksamen
Steuerfläche
geführt.
Die Summierdruckwaage 28 ist durch eine oft vorhandene,
jedoch nicht zwingend notwendige, schwache Feder sowie durch den
Lastdruck in ihre Schließrichtung
vorgespannt. Dieser Lastdruck wird über das LS-Meldeventil 32 abgegriffen,
das als proportionalverstellbares Wegeventil ausgeführt ist.
Das LS-Meldeventil 32 hat zwei Eingangsanschlüsse LS1
und LS2 und einen Ausgangsanschluss X. Die beiden Eingangsanschlüsse LS1,
LS2 sind mit der LS-Leitung 20 des Kreises 2 bzw.
der LS-Leitung 18 des Kreises 4 verbunden. Der Ausgangsanschluss
X ist über
einen Steuerkanal mit einem Anschluss LS der Summierdruckwaage 28 und
des Weiteren mit der in Schließrichtung
wirksamen Steuerfläche
dieser Druckwaage verbunden. Die Ansteuerung des LS-Meldeventils 32 erfolgt durch
Abgreifen der an den Vorsteuerleitungen 52, 54 anliegenden
Steuerdruckdifferenz. D.h., das LS-Meldeventil 32 wird
mit der gleichen Steuerdruckdifferenz wie der Ventilschieber des
Summierproportionalventils 36 beaufschlagt.
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Wie bereits vorstehend erwähnt, ist
durch das Proportionalventil 34 die Messblende 14 sowie ein
Richtungsteil 72 ausgebildet. Das Proportionalventil 34 hat
einen Druckanschluss P sowie einen Ausgangsanschluss P', der mit dem Eingangsanschluss
P der Druckwaage 16 verbunden ist. Der am Anschluss P' anliegende Druck
wird über
eine Steuerleitung zu einer in Öffnungsrichtung
wirksamen Steuerfläche
der Druckwaage 16 geführt.
In Gegenrichtung, d.h. in Schließrichtung, ist die Druckwaage 16 durch
eine Feder sowie durch den in der LS-Leitung 20 anstehenden Lastdruck
beaufschlagt. Die Druckwaage 16 hat des Weiteren noch einen
Ausgangsanschluss A sowie einen Steueranschluss LS der mit der LS-Leitung 20 verbunden
ist. Der Ausgangsanschluss A der Druckwaage 16 ist über einen sich
verzweigenden Druckkanal mit zwei Anschlüssen P'' und
P''' verbunden. Ein Tankanschluss T des Proportionalventils 14 ist
mit einem für
beide Kreise 2, 4 gemeinsamen Tankkanal 74 verbunden.
Die Ansteuerung des Proportionalventils 34 erfolgt über Steuerdrücke, die über Steueranschlüsse a5,
b5 zu den Steuerflächen
des Proportionalventils 34 geführt werden. In der dargestellten
Grundposition sind die Anschlüsse
A, B, P', P'' mit dem Tankanschluss T verbunden,
die Anschlüsse
P''', P sind abgesperrt.
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Wie 3 weiterhin
entnehmbar ist, ist die Summierleitung 24 über einen
Summierkanal 68 und ein Rückschlagventil 70,
das auch die Funktion des der Druckwaage 28 nachgeordneten
Lasthalteventils 21 aus
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1 erfüllt, mit
dem sich verzweigenden Teil des Verbindungskanals 76 verbunden.
Dieser zweigt in zwei Teilkanäle 80, 78 auf,
in denen jeweils ein Lasthalteventil 82 bzw. 84 angeordnet
ist. Der Summierkanal 68 mündet in den Zweigkanal 80 zwischen
dem Lasthalteventil 82 und dem zugeordneten Anschluss P'' ein.
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Zum Ansteuern eines Verbrauchers,
z.B. des Auslegers eines Baggers, wird an den Anschluss a5 ein höherer Steuerdruck
als an den Anschluss b5 angelegt, so dass der Ventilschieber des
Proportionalventils 84 entsprechend der Darstellung gemäß 3 nach oben verschoben wird.
Durch diese Verschiebung werden die Anschlüsse P und P' miteinander verbunden und eine entsprechende Öffnung der Messblende 14 eingestellt.
Das Druckmittel strömt dann über den
Anschluss P' zum
Anschluss P der Druckwaage und beaufschlagt diese in Öffnungsrichtung.
Die Druckwaage 16 stellt sich in eine Regelposition ein,
in der der Druckabfall über
der Messblende 14 lastdruckunabhängig konstant gehalten werden kann.
D.h., in dieser Regelposition wird der Ventilschieber der Druckwaage 16 in
der Darstellung gemäß 3 nach oben geschoben, so
dass die Verbindung zwischen den Anschlüssen P und A der Druckwaage
aufgesteuert wird. Das Druckmittel strömt dann über den Verbindungskanal 76 und
den Zweigkanal 80 sowie das Lasthalteventil 82 zum
Anschluss P'' und von dort über den
Arbeitsanschluss A zum Ausleger. Das rücklaufende Druckmittel wird über den
Arbeitsanschluss B, den Tankanschluss T und den Tankkanal 74 in
den Tank zurückgeführt. Bei Ausleger-Senken
wird entsprechend an den Steueranschluss b5 ein höherer Steuerdruck
angelegt, so dass der Ventilschieber in der Darstellung gemäß 3 nach unten verschoben
wird und entsprechend die Bewegungsrichtung des Auslegers verändert wird.
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Die Grundfunktion einer LUDV-Verbraucherventilachse
ist bekannt, so dass weitere Erläuterungen
entbehrlich sind. Die anderen Verbraucherventilachsen sind entsprechend
ausgeführt,
wobei bei dem in 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel
im Kreis 2 die Verbraucherventilachsen des Löffels und des
Auslegers sowie im Kreis 4 die Vebraucherventilachse des
Stiels mit der Summierleitung 24 bzw. 66 verbunden
ist. Dabei werden die Verbraucherventilachsen nicht in beiden Wirkrichtungen
mit den Summierleitungen 24, 66 verbunden, sondern
nur in der Richtung, in der der größere Druckmittelbedarf vorliegt,
also z.B. beim Ausleger in Richtung Heben. Allgemein erfolgt bei
von Hydrozylindern betätigten
Verbrauchern eine Summierung vorzugsweise nur für den zum Zylinderraum führenden
Druckmittelstrom.
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Wird nun beispielsweise der Ausleger
des Baggers durch Betätigung
des Steuergeräts 46 angesteuert,
so wird durch den höheren
Steuerdruck in der Vorsteuerleitung 54 das Summierproportionalventil 36 in
die mit (b) gekennzeichneten Positionen verschoben und dabei die
Summiermessblende 26 geöffnet.
Der mit der Pumpenleitung 42 des Kreises 4 verbundene
Eingangsanschluss P2 des Summierproportionalventils 36 ist
dann über
die Messblende 26 mit dem Ausgangsanschluss P'' verbunden, der seinerseits mit dem
Eingangsanschluss P der Summierdruckwaage 28 verbunden
ist. Der Druck stromabwärts
der Summiermessblende 26 wirkt in Öffnungsrichtung auf den Druckwaagekolben,
so dass diese in eine Regelposition verschoben wird, in der der
Eingangsanschluss P mit dem Ausgangsanschluss A verbunden ist. Das
Druckmittel strömt
dann von diesem Ausgangsanschluss A über den Anschluss P' und den Richtungsteil
des Summierproportionalventil 36 zum Summieranschluss S1,
der mit der Summierleitung 24 des Kreises 2 verbunden
ist, so dass die zu summierende Verbraucherventilachse, d.h. im
vorliegenden Fall der Ausleger im Kreis 2 zusätzlich mit
Druckmittel aus dem Kreis 4 versorgt wird. Bei Betätigung des
Auslegers wird durch den höheren
Steuerdruck in der Vorsteuerleitung 54 der Kolben des LS-Meldeventils 32 in
der Darstellung gemäß 3 nach rechts verschoben,
so dass der LS-Druck
des Kreises 4 über
das LS-Meldeventil 32 zu der in Schließrichtung wirksamen Steuerfläche der
Summierdruckwaage 28 geführt wird.
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Bei Summierung eines Verbrauchers
des Kreises 4 wird der Schieber des Summierproportionalventils 36 in
die mit (a) gekennzeichneten Positionen verschoben – die Summierung
erfolgt entsprechend der vorbeschriebenen weise zur zu summierenden
Achse im Kreis 4.
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In dem Fall, in dem der Druck stromabwärts der
Summiermessblende 26 größer ist
als der Lastdruck in der LS-Leitung 18 bzw. 20 wird
der Druckwaagekolben der Summierdruckwaage 28 in die mit b)
gekennzeichnete Regelposition verfahren, in der dieser höhere Druck
in der LS-Leitung 18 bzw. 20 eingespeist wird
(die Anschlüsse
P und LS der Summierdruckwaage 28 sind miteinander verbunden
und letzterer wiederum mit dem Anschluss X des LS-Meldeventils 32).
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Allgemein lässt sich folgendes sagen:
Ist
der Lastdruck des Verbrauchers in einem ersten Kreis, dem Menge
aus dem zweiten Kreis zugeführt werden
soll, also des summierten Verbrauchers, höher als der höchste Lastdruck
des zweiten Kreises, so macht die Summierdruckwaage 28 ganz
auf und meldet den höheren
Lastdruck des summierten Verbrauchers in die LS-Leitung des zweiten
Kreises, so dass dessen Pumpendruck hochgeht. Summierung ist also
möglich.
Der Pumpendruck steigt dabei nur soweit an, wie es der Lastdruck
des summierten Verbrauchers verlangt. Wird im ersten Kreis gleichzeitig noch
ein weiterer Verbraucher, der nicht summiert werden kann und dessen
Lastdruck höher
als der Lastdruck des summierten Verbrauchers ist, betätigt, so
steht der höhere
Lastdruck zwar in der LS-Leitung des ersten Kreises, jedoch nicht
in derjenigen des zweiten Kreises an und bleibt deshalb ohne Einfluss auf
den Pumpendruck des zweiten Kreises. Ist umgekehrt der Lastdruck
des summierten Verbrauchers im ersten Kreis kleiner als der höchste Lastdruck
des zweiten Kreises, so befindet sich die Druckwaage 28 in
Regelposition und drosselt den Summierstrom entsprechend ab. Der
LS-Druck in die LS-Leitung
des ersten Kreises ist allein durch die Lastdrücke der betätigten Verbraucher des ersten
Kreises bestimmt und geht nicht auf das unter Umständen höhere Niveau
des LS-Druckes des zweiten Kreises. Unnötige Energieverluste sind vermieden.
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Durch geeignete Ansteuerung der Summierachse 12 kann
die Summierung phasenverschoben zur jeweiligen Verbraucherventilachse
durchgeführt werden.
Eine derartige Phasenverschiebung lässt sich beispielsweise einstellen,
in dem durch geeignete Wahl der Vorspannung der Steuerfedern der
Steuerbereich der Summierungsachse auf einen nach oben verschobenen
Bereich zwischen beispielsweise 17 bis 24 bar eingestellt wird,
während
der Steuerbereich der Verbraucherventilachsen beispielsweise 6 bis
24 bar beträgt.
D.h., die Summierung erfolgt erst dann, wenn die Steuerdruckdifferenz
an den Anschlüssen
a4 und b4 größer als
17 bar ist. Bis zu dieser Schwelle, d.h. bei Steuerdruckdifferenzen
kleiner als 17 bar, arbeitet das System als Zweikreissystem und
kann nur durch Betätigung
des Steuerventils 38 in ein Einkreissystem umgesteuert
werden.
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Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
sind das Steuerventil 38 und das LS-Meldeventil 32 getrennt
vom Summierproportionalventil 36 ausgebildet.
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Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Funktionen
des LS-Meldeventils 32 und des Steuerventils 38 in
das Summierproportionalventil 36 integriert. Die Verbraucherventilachsen sind
bei dem in 4 dargestellten
Ausführungsbeispiel
wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
ausgeführt,
d.h., jede Achse ist mit einer LUDV-Messblende 14 und einer
nachgeschalteten LUDV-Druckwaage 16 ausgeführt, wobei
einige der Verbraucherventilachsen (Fahrwerk, Löffel, Ausleger (Kreis 2)
und Stiel summiert werden können.
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Die Summierventilanordnung 12 enthält wiederum
ein Summierproportionalventil 136 mit einer Summiermessblende 26 und
einer nachgeschalteten Summierdruckwaage 28. Der Ventilschieber
des Summierproportionalventils 136 wird wiederum über die
Steueranschlüsse
a4 und b4, die Vorsteuerleitung 52, 54 und die
Steuergeräte 44, 46 mit
einer Steuerdruckdifferenz beaufschlagt, um die Summierung einzuleiten.
Der Deutlichkeit halber ist das Schaltsymbol des Summierproportionalventil 136 in 4a vergrößert dargestellt. Demgemäß hat das Summierproportionalventil 136 die
beiden Druckanschlüsse
P1, P2, die Summieranschlüsse
S1, S2 sowie den stromabwärts
der Messblende angeordneten Anschluss P'' und
den vor dem Richtungsteil angeordneten Rücklaufanschluss P'. Darüber hinaus
sind zwei LS-Anschlüsse LS1
und LS2 sowie ein weiterer Steueranschluss LS vorgesehen. Die beiden
Anschlüsse
LS1 und LS2 sind mit den LS-Leitungen 20 bzw. 18 verbunden,
die Summieranschlüsse
S1, S2 mit den Summierleitungen 24, 66 und die
beiden Pumpenanschlüsse
P1, P2 mit den Pumpenleitungen 40, 42 verbunden.
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Der Anschluss P'' führt – wie beim
vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
zum Eingangsanschluss P der Summierdruckwaage 28, deren
Ausgang A über
einen Verbindungskanal mit dem Rücklaufanschluss
P' verbunden. Der
weitere LS-Anschluss LS des Summierproportionalventils 136 ist mit
dem LS-Anschluss LS der Summierdruckwaage 28 verbunden,
wobei der an dem Anschluss LS anliegende Steuerdruck gemeinsam mit
einer schwachen Feder in Schließrichtung
auf den Druckwaagekolben wirkt. Der stromabwärts der Messblende 26 herrschende
Druck wird über
eine weitere Steuerleitung zu einer in Öffnungsrichtung wirksamen Steuerfläche des
Druckwaagekolbens geführt.
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Das Summierproportionalventil 136 ist
durch eine Steuerfederanordnung in seine Grundposition (0) vorgespannt.
In dieser Grundposition sind sämtliche
Anschlüsse
abgesperrt. Durch Anlegen eines Steuerdruckes lässt sich der Ventilschieber
in die mit (a), (b) gekennzeichneten Regelpositionen verschieben,
durch die die Öffnung
der Messblende 26 sowie die Richtung der Druckmittelströmung bestimmt
ist. Insofern entspricht die Funktion des Summierproportionalventils 136 derjenigen
des in 2 näher beschriebenen
Ausführungsbeispiels.
Neben diesen Regelpositionen hat das Summierproportionalventil 136 eine
vierte Schaltstellung (c), in der die beiden Anschlüsse P1 und
P2 und LS1 und LS2 miteinander verbunden und alle sonstigen Anschlüsse abgesperrt sind.
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Gemäß 4 wird der Ventilschieber des Summierproportionalventils 136 über zwei
Steuerfederanordnungen 86, 88 vorgespannt. Zur
Einstellung der Grundposition sind diese Steuerfederanordnungen
vorgespannt, wobei die Vorspannung – wie vorstehend erläutert – so gewählt sein
kann, dass bei Ansteuerung der Verbraucher und der Summierungsachse
eine Phasenverschiebung zwischen den Verbraucherventilachsen und
der Summierachse vorliegt. Das Summierproportionalventil 136 hat
eine vierte Stellung (c). Über
einen Steuerkanal 92 und ein Übersteuerventil 94 mit
einem hohen Steuerdruck von beispielsweise 30 bar beaufschlagt,
wird ein Kolben 90 an einem Anschlag gehalten. In dieser
Anschlagposition ist die Steuerfederanordnung 88 mit ihrer
Grundvorspannung beaufschlagt, in der der Ventilschieber sich in
seiner Grundpositon (0) befindet. Die Ansteuerung des Übersteuerventils 94 erfolgt über ein
Wechselventil 96, dessen Funktion dem Wechselventil 64 aus 2 entspricht. D.h., die
Eingangsanschlüsse
des Wechselventils 96 sind an den Steuerkanal 60 (siehe 2) und an eine zu einem nicht
dargestellten Steuergerät
führende
Steuerleitung angeschlossen, über
das von der Bedienperson manuell ein Steuerdruck generierbar ist.
Der größere dieser
beiden Steuerdrücke
(maximaler, von den Steuergeräten 47, 46, 50 48 abgegebener
Steuerdruck oder manuell vorgegebener Steuerdruck) wird über das
Wechselventil 96 auf die Steuerfläche des Übersteuerventils 94 gelegt,
so dass dieses gegen die Kraft einer Rückstellfeder in seine (a) gekennzeichnete
Schaltstellung verfahrbar ist, in der der Steuerkanal 92 mit
dem Tank T verbunden ist. Die den hohen Steuerdruck führende Steuerleitung 98 ist in
der Schaltstellung (a) des Übersteuerventils 94 mit einem
weiteren Steuerkanal 100 verbunden, der wie in 4 unten dargestellt, zu
einem Wechselventil 102 geführt ist, dessen anderer Eingangsanschluss mit
der Vorsteuerleitung 52 verbunden ist. D.h., der größere der
beiden in dem weiteren Steuerkanal 100 oder der Vorsteuerleitung 52 anliegende
Steuerdruck wird über
das Wechselventil 102 zum Anschluss a4 geführt und
beaufschlagt den Steuerschieber des Summierproportionalventils 136 in
Richtung der vierten Schaltsposition (c).
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Beim Umschalten des Übersteuerventils 94 in
die Schaltstellung (a) wird der Kolben 90 entlastet und
zu einem hinteren Anschlag verschoben und entsprechend die Vorspannung
der Steuerfederanordnung 88 verringert. Der Steuerdruck
in der Steuerleitung 98 wird mittels des Übersteuerventils 94 in
den weiteren Steuerkanal 100 gemeldet und zum Wechselventil 1a2 geführt. Aufgrund
der Entlastung der Steuerfederanordnung 88' und des, am Anschluss a4 anliegenden
Steuerdruckes (Steuerdruck in 100 oder Steuerdruck in 52) wird dann
der Ventilschieber in die vierte Schaltposition (c) verschoben,
in der die beiden Pumpenanschlüsse
P1, P2 und entsprechend auch die Pumpenleitungen 40, 42 sowie
LS1 und LS2 miteinander verbunden sind – die Anordnung ist dann in
ein Einkreissystem umgeschaltet und dieser Modus ist beispielsweise
beim Fahren und bei gleichzeitiger Betätigung der Ausrüstung erforderlich.
D.h., durch diese Schaltposition (c) wird die Funktion des Steuerventils 38 aus 2 in das Summierproportionalventil
integriert.
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Zur Summierung einer Verbraucherventilachse
wird das Summierproportionalventil 136 in eine der mit
(a) oder (b) gekennzeichneten Stellungen verfahren. Bei Summierung
beispielsweise der dem Stiel (siehe 2)
zugeordneten Verbraucherventilachse wird durch Betätigung des
Vorsteuergeräts 44 ein
vergleichsweise hoher Steuerdruck an den Anschluss a4 angelegt,
so dass der Ventilschieber in eine der mit (a) gekennzeichneten
Positionen verschoben wird. Die Axialverschiebung des Ventilschiebers
gibt die Öffnung
der Messblende 26 vor, über
die der Pumpenanschluss P1 und Ausgangsanschluss P'' miteinander verbunden sind. Durch den Druck
stromabwärts
der Messblende wird die Summierdruckwaage 28 in eine Regelposition
gebracht, so dass deren Eingangsanschluss P mit dem Ausgangsanschluss
A verbunden ist. Das Druckmittel strömt über diesen Ausgangsanschluss
A der Summierdruckwaage zurück
zum Rücklaufanschluss
P' und von dort über den
Summieranschluss S2 in die Summierleitung 66 und weiter
zum zu summierenden Verbraucher (Stiel). Die Einspeisung des zu
summierenden Druckmittelstroms erfolgt wie bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
wiederum über
Summierkanäle 68,
die über
ein Rückschlagventil 70 zu
den zum Richtungsteil eines Proportionalventils 34 führenden
Zweigkanälen 78 oder 80 verbunden
sind, wobei üblicherweise
eine Summierung nur in der Richtung erfolgt, in der der erhöhte Druckmittelbedarf
vorliegt.
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In den Positionen (a) des Summierproportionalventils 136 sind
des Weiteren die beiden Anschlüsse
LS1 und LS miteinander verbunden, so dass an der Druckwaage 28 der
LS-Druck des summierenden Kreises 2 anliegt. Für den Fall,
dass der Druck stromabwärts
der Messblende 26 größer ist
als der Lastdruck in der LS-Leitung 20 wird die Druckwaage 28 in
ihre Endposition verfahren, in der deren LS-Anschluss mit dem Anschluss
P verbunden ist, so dass dieser höhere Druck als neuer Maximallastdruck
in die LS-Leitung 20 gemeldet wird.
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Die Summierung eines Verbrauchers
im Kreis 2 erfolgt durch Anlegen des höheren Steuerdruckes an den
Anschluss b4 in entsprechender Weise, wobei dann das Summierproportionalventil
in die mit (b) gekennzeichneten Regelpositionen verfahren wird.
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Bei Ansteuerung mehrerer Verbraucher
im Kreis 2 kann es vorkommen, dass der zugeführte Pumpenstrom
aus Kreis 4 nicht mehr lastdruckunabhängig zwischen den zu summierenden
Verbrauchern aufgeteilt wird. Um eine optimale Ansteuerung auch
der lasthöheren
summierten Verbraucher zu gewährleisten,
ist es möglich,
in den Summierkanal 68 der Proportionalventile 34 den üblicherweise
lastniedrigeren Verbrauchern Düsen 138 oder
sonstige Drosseleinrichtungen vorzuschalten, so dass ein einfachere Ölaufteilung über die
Richtungsnuten im Proportionalventil 34 erreicht werden
kann.
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Zum besseren Verständnis der
Ventilanordnung seien einige Betriebszustände erläutert.
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Es sei angenommen, dass die Vorspannung des
Ventilschiebers des Summierproportionalventils 36, 136 so
gewählt
ist, dass dessen Steuerbereich etwa im Bereich zwischen 17 und 24
bar liegt, während
der Steuerbereich der Hauptachsen zwischen 6 und 24 bar gewählt ist.
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- 1.) Beim schnellen Planieren mit gestreckter
Baggerausrüstung
werden die Vorsteuergeräte 44 und 46 zur
Einstellung der Funktionen Stiel-Ein und Ausleger-Heben so betätigt, dass
der maximale Steuerdruck aufgebracht wird – d. h., die Messblenden in
den Verbraucherventilachsen werden voll auf gesteuert. Da in den
beiden Vorsteuerleitungen 52, 54 dann etwa der
gleiche Steuerdruck anliegt, verbleibt die Summierungsachse in ihrer
Mittellage. Die beiden Kreise 2, 4 sind voneinander
getrennt, es liegt ein Zweikreissystem vor, so dass keine gegenseitige
Beeinflussung der einzelnen Verbraucher möglich ist, was besonders beim
kritischen Ansetzen des Löffels wichtig
ist. Sobald beide Verbraucher (Stiel, Ausleger) Geschwindigkeit
aufgenommen haben, muss die Einstellung Ausleger-Heben aufgrund der
Stielkinematik der Geschwindigkeit kontinuierlich bis auf 0 zurückgenommen
werden. D.h., an den Steuerflächen
des Summierproportionalventils 36, 136 liegt dann
eine Steuerdruckdifferenz an, die aus der unterschiedlichen Einstellung der
Vorsteuergeräte 44, 46 resultiert.
Ab einer Steuerdruckdifferenz von mehr als 17 bar erfolgt dann die
Summierung, wobei das freiwerdende Druckmittel aus dem Auslegerkreislauf
(Kreis 2) über
die Summierungsachse in die Summierungsleitung 66 und von
dort zum Stiel geführt
ist, so dass eine maximale Stielgeschwindigkeit gewährleistet
ist.
- 2.) Für
den Fall, dass das Drehwerk betätigt
wird und die Funktion Ausleger-Heben angesteuert wird sind zwei
Fälle vorstellbar:
a)
Die Summierachse wird mit dem über
das Vorsteuergerät 46 eingestellten
Steuerdruck beaufschlagt, wobei die das Summierproportionalventil 36 beaufschlagende
Steuerdruckdifferenz ≥ 17 bar
ist – die
Summierachse verbindet den Kreis 4 mit dem Kreis 2,
so dass die nicht vom Drehwerk mit Priorität aufgenommene Druckmittelmenge zusätzlich stromabwärts der
Messblende 34 und der Druckwaage 16 der Auslegerachse
eingespeist wird. Dies erfolgt bereits während der Beschleunigungsphase
des Drehwerks. Die LS-Leitung 18 wird entweder über das
LS-Meldeventil 32 des Ausführungsbeispiels gemäß den 2 und 3 oder über die LS-Anschlüsse des
Summierproportionalventils 136 des Beispiels gemäß 4 zur Druckwaage 28 verbunden.
b)
Für den
Fall, für
den keine Summierung für
die Auslegerachse erwünscht
ist, kann über
eine eigene Logik (nicht dargestellt) das Steuerdrucksignal des
Drehwerks oder ein anderes geeignetes Steuersignal abgegriffen und
auf den Anschluss a4 der Summierungsachse gegeben werden, so dass
zunächst keine
Summierung erfolgt und beide Kreise zur Ansteuerung des Drehwerks
und des Auslegers unabhängig
voneinander arbeiten können.
Erst dann, wenn die Differenz der beiden Steuerdrücke an den
Anschlüssen
a4 und b4 größer 17 bar
ist, werden über
die Summierachse die beiden Kreise verbunden. D.h., bei der letztgenannten
Möglichkeit
wird über
die Logik gezielt ein Steuerdrucksignal an die Summierachse abgegeben,
das die Summierung erst bei Überschreiten
der vorbestimmten Steuerdruckdifferenz erlaubt.
- 3. In dem Fall, in dem nur die beiden Raupen angesteuert werden,
bleiben die beiden Kreise 2, 4 auch bei stark
unterschiedlichen Steuerdrücken, z.B.
bei Kurvenfahrten im schwierigen Gelände getrennt, da über die
Vorsteuergeräte 48, 50 zur Ansteuerung
der Raupen kein Steuersignal an die Summierungsachse abgegeben wird.
- 4. In dem Fall, in dem neben dem Fahrantrieb auch andere Verbraucher
zugeschaltet werden, muss die Geradeausfahrt weiterhin gewährleistet sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 wird dabei über den
von den Vorsteuergeräten 48, 50 zur
Ansteuerung der Raupen abgegebenen Steuerdruck das Schaltventil 62 umgeschaltet,
so dass das Steuerventil 38 durch den über die Vorsteuergeräte 44, 46 erzeugten
Steuerdruck über die
Leitung 60 oder durch Aufschalten eines externen Steuerdrucks
in seine Durchgangstellung umgeschaltet wird, in der beide Kreise
2, 4 zum Einkreis verbunden werden.
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Beim dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 erfolgt diese Verbindung
zum Einkreis dadurch, dass durch den von den Vorsteuergeräten 44, 46 abgegebenen
Steuerdruck über den
Steuerkanal 60 und das Wechselventil 96 das Übersteuerventil 94 umgeschaltet
wird, so dass der Kolben 90 entlastet und der Ventilschieber
des Summierproportionalventils 136 in die mit (c) bezeichnete
vierte Schaltstellung verfahren wird, in der beide Kreise 2, 4 summiert
werden. Wie eingangs erwähnt,
kann die Umschaltung des Übersteuerventils 94 auch
durch Aufschalten eines externen Steuersignals erfolgen.
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Das Ausführungsbeispiel nach 5 unterscheidet sich von
demjenigen nach den 2 und 3 nur durch eine andere Gestaltung
des LS-Meldeventils 32. Während das LS-Meldeventil 32 nach
den 2 und 3 bei einer Summierung die
beiden LS-Leitungen 18 und 20 getrennt voneinander
lässt und
je nach Summierungsrichtung die LS-Leitung 18 oder die LS-Leitung 20 mit
der einen Steuerseite der Druckwaage 28 verbindet, stellt
das LS-Meldeventil 32 nach 5 bei einer Summierung eine
Verbindung zwischen den beiden LS-Leitungen 18 und 20 und
zwischen diesen beiden Leitungen 18, 20 und der
einen Steuerseite der Druckwaage 28 her. Somit befinden
sich bei Summierung die beiden Kreise 2 und 4 immer
auf dem gleichen Druckniveau, das durch den höchsten Lastdruck aller in den
beiden Kreisen 2, 4 betätigten hydraulischen Verbraucher bestimmt
ist. Da somit das Druckniveau im Menge aufnehmenden Kreis angehoben
wird, wenn dort der höchste
Lastdruck niedriger als im Menge abgebenden Kreis ist, erscheint
das Ausführungsbeispiel nach 5 von der Energiebilanz
her nicht so günstig
wie die Ausführungsbeispiele
nach den 2 bis 4.
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In den 6a und 6b sind zwei Alternativen für die Lastdruckmeldung
vom einen Kreis in den anderen Kreis für ein Ausführungsbeispiel gezeigt, in dem
die Auswahl des höchsten
Lastdrucks nicht mit einer zusätzlichen
Steuerkante ausgestatteten Druckwaage, sondern zum Beispiel über eine
Wechselventilkette oder, wie gezeigt, über Rückschlagventile 139 erfolgt.
Hier ist eine Meldung des höchsten Lastdrucks
vom Menge aufnehmenden, ersten Kreis in den Menge abgebenden, zweiten
Kreis notwendig, wenn der höchste
Lastdruck (= LS-Druck) des ersten Kreises höher als der höchste Lastdruck
des zweiten Kreises ist. Gemäß 6a ist in den beiden seitlichen
Schaltstellungen des LS-Meldeventils 32 zwischen
die beiden LS-Leitungen 18, 20 jeweils ein Rückschlagventil 140 geschaltet,
das von der LS-Leitung 18 des zweiten Kreises zu der LS-Leitung 20 des
ersten Kreises sperrt. Ist in diesem ersten Kreis der LS-Druck niedriger als
im zweiten Kreis, so bleibt der Druck im ersten Kreis auf dem niedrigen
Niveau. Ist dagegen der LS-Druck im ersten Kreis höher als im
zweiten Kreis, so kann dieser höhere
LS-Druck in den zweiten Kreis gemeldet werden.
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Bei der Alternative nach 6b sind die Funktionen "Verbinden der einen
Steuerseite der Druckwaage 28 mit der LS-Leitung des zweiten
Kreises" und "Melden eines höheren LS-Druckes
des ersten Kreises in den zweiten Kreis" auf zwei Ventile 32, 33 aufgeteilt.
Das LS-Meldeventil 32 ist
gleich demjenigen des Ausführungsbeispiels
nach den 2 und 3. Ein LS-Durchschaltventil 33 wird zugleich
mit dem LS-Meldeventil 32 angesteuert und schaltet je nach
Summierungsrichtung das eine oder das andere Rückschlagventil 140 zwischen
die beiden LS-Leitungen 18, 20.
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Bei den beiden Alternativen nach
den 6a und 6b wird der LS-Druck des
ersten Kreises auch dann in den zweiten Kreis gemeldet, wenn der
Lastdruck des oder der summierten Verbraucher zwar niedriger, der
LS-Druck des ersten Kreises aber höher ist als der LS-Druck des
zweiten Kreises. Soll es hier wie bei den Ausführungsbeispielen nach den 2 bis 4 nur auf den Vergleich der Lastdrücke der summierten
Verbraucher mit dem LS-Druck des zweiten Kreises ankommen, so müsste der
höchste Lastdruck
der summierten Verbraucher separat ausgewählt werden können und
unabhängig
von den zu den Verstellpumpen führenden
LS-Leitungen in den Leitungen 18, 20 der 6a und 6b anstehen.
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Offenbart ist ein hydraulisches Zweikreissystem
zur Ansteuerung von Verbrauchern eines mobilen Geräts, insbesondere
eines Kettengerätes,
wobei die beiden Kreise mittels einer Summierventilanordnung für ausgesuchte
Verbraucher summierbar sind. Die Druckmittelversorgung der Verbraucher
erfolgt jeweils über
eine LUDV-Messblende und eine LUDV-Druckwaage. Die Summierventilanordnung
ist derart ausgebildet, dass der summierte Volumenstrom aus dem
summierten Kreis stromabwärts
der Messblende in den anderen Kreis eingespeist wird und/oder dass
die Summierung erst relativ spät,
d.h. phasenverschoben zum summierten Verbraucher, erfolgt.
-
- 2
- 1.
Kreis
- 4
- 2.
Kreis
- 6
- Verstellpumpe
- 7
- Verstellpumpe
- 8
- Verbraucher
- 10
- Verbraucher
- 12
- Summierventilanordnung
- 14
- Messblende
- 16
- Druckwaage
- 18
- LS-Leitung
- 20
- LS-Leitung
- 21
- Lasthalteventil
- 22
- Pumpenleitung
- 24
- Summierleitung
- 26
- Summiermessblende
- 28
- Summierdruckwaage
- 30
- Arbeitsleitung
- 32
- LS-Meldeventil
- 33
- LS-Durchschaltventil
- 34
- Proportionalventil
- 36
- Summierproportionalventil
- 38
- Steuerventil
- 40
- Pumpenleitung
- 42
- Pumpenleitung
- 44
- handbetätigtes Vorsteuergerät
- 46
- handbetätigtes Vorsteuergerät
- 48
- fußbetätigtes Vorsteuergerät
- 50
- fußbetätigtes Vorsteuergerät
- 52
- Vorsteuerleitung
- 54
- Vorsteuerleitung
- 56
- Wechselventilanordnung
- 58
- Wechselventilanordnung
- 60
- Steuerkanal
- 62
- Schaltventil
- 66
- Summierleitung
- 68
- Summierkanal
- 70
- Rückschlagventil
- 72
- Richtungsteil
- 74
- Tankkanal
- 76
- Verbindungskanal
- 78
- Zweigkanal
- 80
- Zweigkanal
- 82
- Lasthalteventil
- 84
- Lasthalteventil
- 86
- Steuerfederanordnung
- 88
- Steuerfederanordnung
- 90
- Kolben
- 92
- Steuerkanal
- 94
- Übersteuerventil
- 96
- Wechselventil
- 98
- Steuerleitung
- 100
- weiterer
Steuerkanal
- 136
- Summierproportionalventil
- 138
- Düse
- 139
- Rückschlagventil
- 140
- Rückschlagventil