DE2024287C3 - Hydraulische Steueranlage mit hydraulischen Niederdruckaggregaten und einer Hauptpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steueranlage mit hydraulischen Niederdruckaggregaten und einer Hauptpumpe, die von einer Ladepumpe über eine Versorgungsleitung mit Druckmittel versorgt werden, mit einseitig und doppelseitig beaufschlagba ren, an die Förderleitung der HaUptpumpe angeschlossenen hydraulischen Servomotorenj deren Rücklauflel· tüngefi mit Hilfe eines einen Ventilschieber aufweisenden Steuerventils Wahlweise mit der Versorgungsleitung oder über das Steuerventil mit dem Sammelbehälter in StrömüngsVerbindung gebracht werden können.

Bei einer derartigen hydraulischen Steueranlage, die auf einen internen Stand der Technik beim JOHN DEERE Ackerschlepper 3020 zurückgeht, wird das Steuerventil manuell wahlweise mit dem Sammelbehälter oder mit der Versorgungsleitung verbunden. Hierdurch kann das Steuerventil unbeabsichtigt in einer Stellung verbleiben, in der das Rücklauföl der Servomotoren in den Sammelbehälter und nicht in die Versorgungsleitung gelangt, so daß für die Niederdruckaggregate zu wenig öl zur Verfügung steht, und, werin diese der Kühlung dienen, sofort Schadensfälle auftreten können.

Es liegt die Aufgabe vor. die eingangs angegebene hydraulische Steueranlage so auszubilden, daß während des gesamten Arbeitseinsatzes die hydraulischen Aggregate stets so ausreichend mit Druckmittel versorgt werden, daß keine durch Mangel an Druckmittel bedingten Beschädigungen am hydraulischen System auftreten und wobei eine leistungsmäßig möglichst klein dimensionierte Ladepumpe Verwendung finden soll.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die von der Hauptpumpe zu den Servomotoren führende Förderleitung ebenfalls durch das Steuerventil geführt ist und daß der Ventilschieber des Steuerventils vom Druckabfall zwischen dem Ein- und Ausgang des Steuerventils bei eingeschalteten Servomotoren selbsttätig in die den Rücklauf zum Sammelbehälter absperrende Stellung verschiebbar ist und daß in die Verbindung der Rücklaufleitungen mit der Versorgungsleitung ein zur Versorgungsleitung hin öffnendes Rückschlagventil eingebaut ist.

Somit entsteht beim Zuschalten eines Servomotors ein das Verschieben des Ventilschiebers in die den Rücklauf zum Sammelbehälter absperrende Stellung veranlassender Druckabfall, wodurch das Rücklauföl der Versorgungsleitung ohne manuellen Eingriff zugeführt wird. Hierdurch wiederum steht der Hauptpumpe stets genügend Flüssigkeit zur Verfugung, so daß Druckmittel aus der Ladepumpe den Niederdruckaggregaten zugeführt werden kann. Deshalb braucht die Kapazität der Ladepumpe nur etwas über derjenigen für die Niederdruckaggregate erfo.-lerlichen Kapazität liegen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei ist es bereits bekannt (US-PS 17 89 841), in einer selbsttätig gesteuerten Steueranlage ein Steuerventil vorzusehen, das eine Längsbohrung in einem Ventilschieber und Ringnuten aufweist. Auch ist es bekannt (DE-AS 12 52 492, US-PS 32 22 865), daß Rücklauföl von Servomotoren der Hauptpumpe automatisch zugeführt wird.

Anhand der Zeicnnung wird nachfolgend ein Ausführe rungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine hydraulische Steueranlage für einen Ackerschlepper.

F i g. 2 das den Rücklauf zur Hauptpumpe bestimmende Steuerventil dieser Anlage im Schnitt mit sich in der einen Endstellung befindlichem Ventilschieber und

F ι g. 3 das Steuerventil nach F i g. 2 mit sich in seiner anderen Endstellung befindlichem Ventilschieber.

In F i g. 1 ist eine hydraulische Steueranlage mit hydraulischen Niederdruckaggregaten lOundServomotoren 12. 14 und 16 dargestellt. Hierbei sind die Niederdruckaggregate 10 über eine Leitung 17 an eine Versorgungsleitung 18 angeschlossen, die eine Lade^ pumpe 19 mit einer Hauptpumpe 20 verbindet. Über eine Säugleitüng 22 ist die Ladepumpe 19 an einen

Sammelbehälter 21 angeschlossen. Ein Überdruckventil 24 in der Versorgungsleitung 18 wird wirksam, wenn der Druck in der Versorgungsleitung 18 einen bestimmten Weft überschreitet, Zuführlcätungen 26 und 28 des

Servomotors 12 und Zuführleitungen 32 und 34 des Servomotors 14 sind wahlweise an eine Förderleitung 40 und an eine Rücklaufleitung 42 über handbetätigbare Steuerschieber 43 und 44 anschließbar.

Die Steuerschieber 43 und 44 sind in F i g. 1 in ihrer Mittenstellung eingezeichnet, in der die Verbindung zur Förder- bzw. Rücldaufleitung 40 bzw. 42 unterbrochen ist Sie sind so einstellbar, daß die Zuführleitungen 26 und 32 mit der Förderleitung 40 und die Zuführieitungen 28 und 34 mit der Rücklaufleitung 42 oder die Zuführleitungen 28 und 34 mit der Förderleitung 40 und die Zuführieitungen 26 und 32 mit der Rücldaufleitung 42 verbindbar sind.

Der Servomotor 16 zum Betätigen eines Frontladers 52 ist über eine Zuführleitung 46 an ein handbetätigbares Steuerventil 54 angeschlossen, das aus seiner Mittenstellung gemäß Fig. 1, in der kein Druckmittel zum Servomotor fließen kann, in eine Endstellung, in der die Zuführleitung 46 an die Förderleitung 40 angeschlossen ist, sowie in eine andere Endstellung verstellbar ist, in der die Zuführleitung 46 an die Rücklaufleitung 42 angeschlossen ist

Ein in der hydraulischen Steueranlage vorgesehenes Steuerventil 56 ist mit seinem Eingang 57 an die Hauptpumpe 20 über eine Förderleitung 58 angeschlossen, während sein Ausgang 60 an die Förderleitung 40 angeschlossen ist Die Rücklaufleitung 42 steht mit einer Rücklaufleitung 62 in Verbindung, deren eines Ende an einen zweiten Eingang 64 im Steuerventil 56 und deren anderes Ende an die Versorgungsleitung 18 zwischen der Ladepumpe 19 und der Hauptpumpe 20 angeschlossen ist Ein Rückschlagventil 63 in der Rücklaufleitung 62 gestattet nur den Durchfluß des Druckmittels von der Rücklaufleitung 42 in die Versorgungsleitung 18. Ein zweiter Ausgang 66 des Steuerventils 56 steht mit dem Sammelbehälter 21 in Verbindung.

Das Steuerventil 56 ist in vergrößerter Darstellung in F i g. 2 und 3 dargestellt. Hier läßt sich erkennen, daß der Ventilkörper 68 eine zylindrische Bohrung 70 hat, die den Eingar g 57 mit dem Ausgang 60 an den Stirnseiten des Ventilkörpers 68 verbindet.

Der zweite Eingang 64 und der zweite Ausgang 66 schneiden die Bohrung 70 und münden in Ringnuten 72 und 74, die im Ventilkörper 68 eingearbeitet sind. Eine weitere Ringnut 76 ist im Bereich des rechten Endes der Bohrung 70 vorgesehen, in dei ein rohrförmiger Ventilschieber 78 axial verschiebbar ist, dessen rechtes Ende eine Düse 80 aufweist. Der Ventilschieber 78 wird normalerweise in einer ersten Stellung gemäß Fig. 2 durch eine Feder 82 gehalten, die gegen das rechte Ende des Ventilschiebers 78 und das rechte Ende der Bohrung 70 anlieg! so daß das linke Ende des Ventilschiebers 78 gegen das linke Ende des Ventilkörpers 68 zur Anlage kommt Eine weitere Ringnut 84 im Ventilschieber 78 kann die Ringnuten 72 und 74 miteinander verbinden, wenn sich der Ventilschieber 78 in seiner ersten Stellung befindet. Aus dieser Stellung kann der Ventilschieber 78 gegen den Druck der Feder 82 in eine zweite Stellung gemäß Fig. 3 verstellt werden, in der die Ringnut 84 nicht länger mit den Ringnuten 72 und 74 in Verbindung steht Zahlreiche radial verlaufende Nebenbohrungen 86 sind gemäß Fig,2 und 3 am rechten Ende im Ventilschieber 78 vorgesehen und verbinden den inneren Teil des Ventilschiebers 78 mit der Ringnut 76, wenn sich der Vejitilschieber in seiner zweiten Stellung befindet, so daß ein kleiner Teil des Druckmittels durch die Düse 80 und der größte Teil durch die Nebenbohrüngen 86 strömt.

Ist im Arbeitseinsatz die Förderleitung 40 druckbeaufschlagt und befinden sich die Steuerschieber 43, 44 und das Steuerventil 54 in den Mittenstellungen gemäß Fig. 1, dann ist das Steuerventil 56 in seiner Normalstellung, in der der Ventilschieber 78 eine Stellung gemäß Fig..2 einnimmt, so daß Druckmittel von dem Eingang 57 über die Düse 80 und den Ausgang 60 bis in die Förderleitung 40 fließt. In dieser Stellung ist der Eingang 64 mit dem Ausgang 66 über die Ringnuten 84, 72 und 74 verbunden, so daß die Rücklaufleitung 42 mit dem Sammelbehälter 21 über die Rücklaufleitung 62 verbunden ist Wird nun einer der mit den Servomotoren 12 bzw. 14 verbundenen Steuerschieber 43 bzw. 44 derart verstellt daß eine Verbindung des oder der Servomotoren mit der Förderleitung 40 und der Rücklaufleitung 42 erfolgt so fließt zunächst Druckmittel lediglich über die Düse 80 und ruft einen Druckabfall am Ventilschieber 78 hervor, so daß er gemäß F i g. 2 nach rechts in eine Stellung gemäß F i g. 3 verschoben wird, in der Druckmittel ebenfalls über die Nebenbohrungen 86 zur Förderleitung 40 geicitet wird. In dieser Stellung ist die Verbindung zwischen dem mit der Rücklaufleitung 62 verbundenen Eingang 64 und dem mit dem Sammelbehälter 21 verbundenen Ausgang 66 unterbrochen, wodurch in der Rücklaufleitung 62 ein Druckanstieg erfolgt Dieser öffnet das Rückschlagventil 63, wodurch Druckmittel von den Servomotoren 12 und 14 zurück in die Versorgungsleitung 18 strömt. Das Rückführöl ermögliche daß ein großer Teil der für die Versorgung der Hauptpumpe 20 bestimmten Fördermenge der Ladepumpe: 19 von der Hauptpumpe 20 nicht benötigt wird, so daß beinahe die gesamte Fördermenge der Ladepumpe 19 2ur Beaufschlagung der Niederdruckaggregate zur Verfügung steht Auf diese Weise ist es möglich, die Ladepumpe 19 so auszubilden, daß ihre maximale Kapazität nur etwas über derjenigen liegt, die notwendig ist um die Niederdruckaggregate 10 mit Öl zu versorgen.

Anstelle der Servonotoren 12 und 14 kann auch der als einfach wirkender Hubzylinder ausgebildete Servomotor 16 zur Betätigung des Frontladers 52 eingesetzt werden. Hierzu wird das Steuerventil 54 derart verstellt, daß die Förderleitung 40 mit der Zuführleitung 46 verbunden ist. Das Druckmittel, das zunächst über die Düse 80 fließt, ruft wieder einen Druckabfall hervor, so daß der Ventilschieber wieder in eine Stellung gemäß F i g. 3 verschoben wird, in der Druckmittel relativ ungehindert in die Förderleitung 40 fließen kann. Das Diuckmittel fließt datvi nicht nur zur Rücklaufleitung 42. Soll der Frontlader dbgesenkt werden, so wird das Steuerventil 54 in eine Stellung gebracht, in der die Zuführleitung 46 mit der Rücklaufleitung 42 verbunden ist. In dieser Stellung iließt kein Druckmittel über die Ventilschieber, so daß dort auch kein Druckabfall entsteht, der eine Verstellung des Ventilschiebers nach rechts, bezogen auf Fig. 1, bewirken könnte. Vielmehr verbleibt der Ventilschieber in seiner Stellung gemäß Fig. 1. Das Druckmittel in der Rücklaufleitung42 fließt zum Sammelbetr'ter 21 über die Rücklaufleitung 62 und den Ein- und Ausgang 64 und 66, so daß ein Absenken des Frontladers 52 erfolgen kann.

Es wird ferner darauf hingewiesen, df?ß fehferhaftes Funktionieren des Steuerventils 56 keinen solchen Verlust im ölrücklauf hervorruft, daß für die Niederdruckaggfegate 10 nicht genügend Druckmittel zur Verfügung stehen würde. Wird unterstellt, daß die Feder 82 nicht einwandfrei funktioniert, so wird der Ventilschieber 78 nach rechts verschoben und dadurch ein

Rückfluß des Druckmittels aus der Rüeklaufleitürig 62 zum Sammelbehälter 21 Verhindert. Hierdurch wieder-Um strömt der Rückfluß des Druckmittels in den Ladehydraulikkfeislauf, so daß den Niederdruckaggregaten 10 ausreichend viel öl zur Verfügung steht. Geht Inan davon aus, daß die Nebenbohrungen 86 geöffnet bleiben, so wird dadurch das Einfahren des Servomotors 116 und somit das Absenken des Frontladers 52 Verhindert.

Außerdem ist es möglich, daß der Ventilschieber 78 klemmt. Ein Klemmen in der Stellung nach Fig.3 hat Itur Folge, daß die Rüeklaufleitung 62 vom Sammelbehälter 2t abgesperrt ist. Wenn der Ventilschieber 78 in lieinef in Fig.2 dargestellten Stellung klemmt, in der iief Ölrückfluß zum Sammelbehälter 2i gewährleistet ist, Wird die durch die Düse 80 strömende ölmenge für die Beaufschlagung einer der Servomotoren 12, 14 und 16 nicht ausreichen, wodurch der Verlust der Rückflußmenge gering wäre.

Aus vorstehendem geht hervor, daß das Steuerventil §6 in einer Steueranlage eingebaut ist, in dem die Servomotoren 12,14 und 16 wahlweise betätigt werden. Sollten dagegen die Servomotoren gleichzeitig beaufschlagt werden, so kann zumindest für den als einseitig

id beaufschlägbareri Zylinder ausgebildeten Servomotor 16 ein zweites Steuerventil vorgesehen sein, damit der einseitig beaufschlagbare Zylinder nicht gegen den Druck im Ladesteüerkreis eingefahren wird* was beim dargestellten Ausführungsbeispie) der Fall wäre;

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

90 94 9«7 Patentansprüche:

1. Hydraulische Steueranlage mit hydraulischen Niederdruckaggregaten und einer Hauptpumpe, die von einer Ladepumpe über eine Versorgungsleitung mit Druckmittel versorgt werden, mit einseitig und doppelseitig beaufschlagbaren, an die Förderleitung der Hauptpumpe angeschlossenen hydraulischen Servomotoren, deren Rücklaufleitungen mit Hilfe eines einen Ventilschieber aufweisenden Steuerventils wahlweise mit der Versorgungsleitung oder über das Steuerventil mit dem Sammelbehälter in Strömungsverbindung gebracht werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Hauptpumpe (20) zu den Servomotoren (12, 14, 16) führende Förderleitung (58, 40) ebenfalls durch das Steuerventil (56) geführt ist und daß der Ventilschieber (78) des Steuerventils (56) vom Druckabfall zwischen dem Ein- (57) und Ausgang (60) des Steuervenil's (56) bei eingeschalteten Servomotoren (12, 14, 16; selbsttätig in die den Rücklauf zum Sammelbehälter (21) absperrende Stellung verschiebbar ist und daß in die Verbindung der Rücklaufleitungen (42, 62) mit der Versorgungsleitung (18) ein zur Versorgungsleitung (18) hin öffnendes Rückschlagventil (63) eingebaut ist.

2. Steueranlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (78) des Steuerventils (56) eine durchgehende Längsbohrung für den Druckmittelstrom zu den Servomotoren (12, 14,16) aufwr-is', die an ihrem stromabwärtigen Ende in eine Düse (80) und in Nebenbohrungen (86) mündet, w&bei die Neoenbohiungen (86) nur in der Arbeitsstellung des gegen eine Feder (82) verstellbaren Ventilschiebers (78) offen si. d

3. Steueranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (78) des Steuerventils (56) und die ihn aufnehmende Bohrung (70) miteinander verbindbare Ringnuten (72, 74, 84) aufweisen, über die in der arbeitsunwirksamen Stellung des Steuerventils (56) der Druckmittelrücklauf zum Sammelbehälter (21) herstellbar ist.

4. Steueranlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ventilschieber (78) des Steuerventils (56) vorgesehene Düse (80) in Richtung der Längsachse des Ventilschiebers (78) und die Nebenbohrungen (86) radial hierzu verlaufen, wobei die den Ventilschieber (78) aufnehmende Bohrung (70) eine weitere Ringnut (76) zur Freigabe des Druckmittelstromes aus den Nebenbohrungen (86) besitzt.