DE3422165A1 - Hydraulic arrangement with a pump and at least two consumers of hydraulic energy acted upon by this pump - Google Patents
Hydraulic arrangement with a pump and at least two consumers of hydraulic energy acted upon by this pumpInfo
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Abstract
Description
Hydraulische Einrichtung mit einer Pumpe und mindestensHydraulic device with a pump and at least
zwei von dieser beaufschlagten Verbrauchern hydraulischer Energie Die Erfindung betrifft eine hydraulische (hydrostatische) Einrichtung mit einer Pumpe und mit mindestens zwei von dieser beaufschlagten Verbrauchern hydraulischer Energie, wobei vor jeweils einen Verbraucher, das heißt in die zu diesem führende Zulaufleitung und gegebenenfalls die von diesem fortführende Ablaufleitung, ein vorzugsweise willkürlich betätigbares oder auch in sonstiger Weise gesteuertes, in Zwischenstellungen drosselndes Steuerwegeventil geschaltet ist und in die Leitung zwischen Pumpe und dieses Steuerwegeventil ein hydraulisch gesteuertes (Zweistellung/Zweianschluß)-Zusatzventil geschaltet ist, dessen in Schließrichtung belastender Steuerdruckraum von dem Druck vor dem Steuerwegeventil beaufschlagt ist und dessen in Richtung Öffnen belastender Steuerdruckraum von dem Druck zwischen Steuerwegeventil und Verbraucherzulauf belastet ist. Das heißt, das Zusatzventil wirkt als Druckwaage. Die bekannten Zusatzventile sind in Richtung Schließen zusätzlich mit einer Feder belastet, durch die die Regeldruckdifferenz an der Druckwaage vorgegeben wird.two of these acted upon consumers of hydraulic energy The invention relates to a hydraulic (hydrostatic) device with a Pump and with at least two hydraulic consumers acted upon by this Energy, with one consumer in front of each, that is, in the one leading to this Feed line and, if necessary, the discharge line continuing from this preferably arbitrarily operable or otherwise controlled, in intermediate positions throttling control directional valve is switched and in the line A hydraulically controlled (two-position / two-port) additional valve between the pump and this directional control valve is switched, the pressure chamber of which is loaded in the closing direction by the pressure is acted upon in front of the directional control valve and its more onerous in the opening direction The control pressure chamber is loaded by the pressure between the directional control valve and the consumer inlet is. This means that the additional valve acts as a pressure compensator. The well-known additional valves are additionally loaded with a spring in the closing direction, through which the control pressure difference is specified on the pressure compensator.
Bei diesen bekannten Einrichtungen teilen die Wegeventile mit eingebauten Mengenregl ern den Pumpenstrom lastunabhängig im Verhältnis zu den Drosselöffnungen am Wegeventilkolben, solange der von der Pumpe geförderte Strom der Summe der von den Verbrauchern aufgenommenen Ströme entspricht.In these known devices share the directional control valves with built-in Volume controls the pump flow independently of the load in relation to the Throttle openings on the directional control valve piston as long as the current delivered by the pump corresponds to the sum of the currents consumed by the consumers.
Ubersteigt jedoch die Summe der Ströme, die jeweils ein Verbraucher aufnimmt, den maximalen Förderstrom der Pumpe, so wird das durch die Feder vorgegebene Regeldruckgefälle am Zusatzventil nicht mehr erreicht mit der Folge, daß der Förderstrom der Pumpe zu dem Verbraucher fließt, in dem der geringste Druck wirkt, das heißt, der am relativ geringsten belastet ist.However, if the sum of the currents exceeds any one consumer picks up the maximum flow rate of the pump, it is determined by the spring The control pressure drop at the additional valve is no longer achieved, with the result that the flow rate the pump flows to the consumer in which the lowest pressure acts, that is, which is relatively least polluted.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der genannten Gattung derart zu verbessern, daß auch dann, wenn die Summe der von den einzelnen Verbrauchern geforderten Ströme größer ist als der maximale Förderstrom der Pumpe, dieser Förderstrom der Pumpe auf die einzelnen Verbraucher in dem Verhältnis aufgeteilt wird, in dem die jeweils einem Verbraucher zugeordneten Steuerventile geöffnet sind, das heißt, daß die gewollten Verhältnisse der Bewegungsgeschwindigkeiten beibehalten bleiben, so daß beispielsweise dann, wenn durch gleichzeitiges Beaufschlagen von zwei Verbrauchern durch Uberlagern von deren Bewegungen eine resultierende Bewegung angesteuert wird, diese resultierende Bewegung die angesteuerte Richtung beibehält und nur in ihrer absoluten Größe entsprechend dem zu geringen Förderstrom der Pumpe vermindert wird.The invention is based on the object of a device of the aforementioned Kind to improve so that even if the sum of the individual The flows required by consumers is greater than the maximum flow rate of the pump, this flow rate of the pump is divided between the individual consumers in the ratio in which the control valves assigned to a respective consumer are open, this means that the desired ratios of the speeds of movement are maintained remain, so that, for example, when by simultaneous application of two consumers create a resulting movement by superimposing their movements is controlled, this resulting movement maintains the controlled direction and only in their absolute size according to the insufficient flow rate of the pump is decreased.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is given by the characterizing part of claim 1 Features solved.
Bei bekannten hydraulischen Einrichtungen mit Load-sensing-Bedarfsstromregelung ist an der Load-sensing-Steuerdruckleitung eine Ablaßöffnung zum Beispiel in Form eines Stromregelventiles vorgesehen, durch die ständig ein kleiner vorbestimmter Strom abfließt,um ein Entlasten der Load- sensing-Steuerdruckleitungzu ermöglichen(DE-OS 31 46 513).In known hydraulic devices with load-sensing demand flow control is on the load-sensing control pressure line, a drain opening, for example in the form a flow control valve is provided through which a small predetermined Current flows to relieve the load sensing control pressure line enable (DE-OS 31 46 513).
Selbst dieser, wenn auch geringe Nachteil der bekannten Einrichtung kann mit der Einrichtung gemäß der Erfindung, insbesondere in deren Ausgestaltung gemäß Anspruch 2, vermieden werden. Bei mehr als zwei Verbrauchern muß für jeden Verbraucher, der mehr als zwei vorhanden ist, ein zusätzliches Umsteuerventil in Kaskadenschaltung zugeschaltet werden.Even this, albeit minor, disadvantage of the known device can with the device according to the invention, especially in its design according to claim 2, avoided. If there are more than two consumers, each must Consumers who have more than two, an additional reversing valve in Cascade connection can be switched on.
Die Größe der Wirkfläche der auch bei den bisher bekannten Einrichtungen vorhandenen Steuerdruckräume am Zusatzventil kann zu der Größe der Wirkflächen der gemäß der Erfindung zusätzlich vorhandenen Zusatzsteuerdruckräume im Verhältnis 1:1 stehen. Es kann aber auch ein abweichendes Größenverhältnis gewählt werden, sei es, daß die Zusatzsteuerdruckräume größer sind oder kleiner sind als die dem bisher bekannten Stand der Technik entsprechenden Steuerdruckräume, um bestimmte Effekte zu erzielen.The size of the effective area also in the previously known devices Existing control pressure chambers on the additional valve can lead to the size of the effective areas of the according to the invention additionally existing additional control pressure spaces in relation Stand 1: 1. However, a different size ratio can also be selected, be it that the additional control pressure spaces are larger or smaller than the dem previously known prior art corresponding control pressure chambers to certain To achieve effects.
Durch die Erfindung werden die großen Vorteile der Loadsensing-Bedarfsstromregelungen mit Parallelschaltungsdrosseln, die ein Aufteilen der Verbraucherströme entsprechend den gewollten Ansteuerungen bewirken (siehe DE-OS 31 46 513 und DE-OS 30 44 144) auch auf hydraulische Einrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 übertragen. Ebenso, wie die System mit Parallelschaltungsdrosseln gemäß den genannten DE-OSen läßt sich das System gemäß der Erfindung nicht nur bei hydraulischen Anlagen anwenden, bei denen die Pumpe bezüglich des Fördervolumens pro Umdrehung einstellbar ist und die Einstellage von der Differenz zwischen Steuerdruck in der Load-sensing-Steuerdruckleitung und dem Druck in der Förderleitung bestimmt ist, sondern auch bei Einrichtungen mit Pumpen, deren Fördervolumeneinstellung von einer anderen Größe abhängig oder wilikürlich gesteuert ist oder bei Einrichtungen mit einer Konstantpumpe, bei der ein gegebenenfalls überschüssiger Strom durch ein Nebenablaßventil abgelassen wird (siehe Ausführungsbeispiel Figur 2) Die Erfindung ist im Folgenden anhand der in der Zeichnung als Schaltschema dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention makes the great advantages of load sensing demand current controls with parallel connection chokes that divide the consumer currents accordingly cause the intended controls (see DE-OS 31 46 513 and DE-OS 30 44 144) also to hydraulic devices according to the preamble of claim 1 transfer. Just like the system with parallel connection chokes according to the above DE-OSen can the system according to the invention not only in hydraulic systems use in which the pump can be adjusted with regard to the delivery volume per revolution and the setting of the difference between the control pressure in the load-sensing control pressure line and the pressure in the delivery line is determined, but also in facilities with pumps whose delivery volume setting depends on another size or is controlled voluntarily or, in the case of facilities with a fixed displacement pump, in which any excess flow is drained through a secondary drain valve (see embodiment example Figure 2) The invention is as follows based on the exemplary embodiments shown in the drawing as a circuit diagram explained in more detail.
Figur 1 zeigt ein Schaltschema zu einer hydrostatischen Einrichtung gemäß der Erfindung.FIG. 1 shows a circuit diagram for a hydrostatic device according to the invention.
Figur 2 zeigt den pumpenseitigen Teil des Schaltschemas mit einer Ausführung mit Konstantpumpe und Nebenablaßventil.Figure 2 shows the pump-side part of the circuit diagram with a Version with fixed displacement pump and auxiliary drain valve.
Die einstellbare Pumpe 1 saugt aus einem Behälter 2 und fördert in eine Förderleitung 3, die sich in zwei Zweigförderleitungen 4 und 5 aufteilt. Die Förderleitung 4 führt zu einem Anschluß eines Zweistellungs/Zweianschlußwegeventiles 6, an dessen zweiten Anschluß eine Leitung 7 angeschlossen ist, die zu einem Eingang eines willkürlich ansteuerbaren Steuerwegeventiles 8 führt, durch das die Leitung 7,in die ein Rückschlagventil 9 eingebaut ist, wahlweise entweder mit der Leitung 10 oder mit der Leitung 11 verbunden werden kann, wobei die beiden Leitungen 10 und 11 zu den beiden Druckräumen eines Zylinders 12 führen. Durch das Steuerwegeventil 8 wird die jeweils nicht mit der Leitung 7 verbundene der beiden Leitungen 10 und 11 mit dem Behälter 2 verbunden.The adjustable pump 1 sucks from a container 2 and delivers in a delivery line 3 which is divided into two branch delivery lines 4 and 5. the Delivery line 4 leads to a connection of a two-position / two-connection way valve 6, to the second connection of which a line 7 is connected which leads to an input an arbitrarily controllable control valve 8 leads through which the line 7, in which a check valve 9 is installed, either with the line 10 or can be connected to the line 11, the two lines 10 and 11 lead to the two pressure chambers of a cylinder 12. Through the directional control valve 8 is the one not connected to the line 7 of the two lines 10 and 11 connected to the container 2.
In ebensolcher Weise führt die Förderzweigleitung 5 zu einem Zusatzwegeventil 16, von dem eine Leitung 17 ausgeht, in die ein Rückschlagventil 19 eingebaut ist und die zu einem Steuerwegeventil 18 führt. Zwei Anschlüsse des Steuerwegeventiles 18 sind mit den Leitungen 20 und 21 verbunden, die zu dem Zylinder 22 führen.In the same way, the feed branch line 5 leads to an additional directional control valve 16, from which a line 17 extends into which a check valve 19 is installed and which leads to a directional control valve 18. Two connections of the directional control valve 18 are connected to lines 20 and 21 which lead to cylinder 22.
Das Steuerwegeventil 8 weist einen fünften Anschluß auf, an den eine Steuerdruckleitung 23 angeschlossen ist, die sich in einer Steuerdruckleitung 24 fortsetzt, die zu einem Steuerdruckraum des Zusatzwegeventiles 6 führt. The directional control valve 8 has a fifth connection to which one Control pressure line 23 is connected, which is in a control pressure line 24 continues, which leads to a control pressure chamber of the additional directional control valve 6.
Ein zweiter Steuerdruckraum des Zusatzwegeventiles 6 ist an die Steuerdruckleitung 55 angeschlossen, die andererseits an die Leitung 7 angeschlossen ist. A second control pressure chamber of the additional directional control valve 6 is connected to the control pressure line 55 connected, which on the other hand is connected to the line 7.
In ebensolcher Weise wie die Steuerdruckleitung 23 an das Steuerwegeventil 8 ist an das Steuerwegeventil 18 eine Steuerdruckleitung 55 angeschlossen, die über eine Zweigsteuerdruckleitung 26 einen Steuerdruckraum des Zusatzwegeventiles 16 beaufschlagt, während der zweite Steuerdruckraum des Wegeventiles 16 über eine Steuerdruckleitung 27 beaufschlagt wird, die an die Leitung 17 angeschlossen ist. In the same way as the control pressure line 23 to the control directional control valve 8, a control pressure line 55 is connected to the control valve 18, which via a branch control pressure line 26 a control pressure space of the additional directional control valve 16 acted upon, while the second control pressure chamber of the directional control valve 16 via a control pressure line 27, which is connected to line 17, is acted upon.
Das Stellglied 28 der Pumpe 1 ist mit einem Stelikolben 29 verbunden, der in einem Stellzylinder 30 gegen die Kraft einer Feder verschiebbar ist, wobei der Druckraum in dem Stellzylinder 30 an eine Leitung 31 angeschlossen ist, die ihrerseits an das Pumpeneinstellungssteuerungswegeventil 32 angeschlossen ist, dessen einer Eingang an die andererseits an die Leitung 3 angeschlossene Leitung 33 angeschlossen ist und dessen dritter Anschluß mit dem Behälter 2 verbunden ist. Das Ventil 32 ist hydraulisch gesteuert, wobei der federseitige Steuerdruckraum an die Steuerdruckleitung 34 angeschlossen ist und der gegenüberliegende Steuerdruckraum an die Steuerdruckleitung 35 angeschlossen ist, die andererseits an die Leitung 33 angeschlossen ist. The actuator 28 of the pump 1 is connected to an actuating piston 29, which is displaceable in an adjusting cylinder 30 against the force of a spring, wherein the pressure chamber in the actuating cylinder 30 is connected to a line 31 which is in turn connected to the pump setting control directional control valve 32, its one input is connected to the line 33 connected to the line 3 on the other hand and whose third connection is connected to the container 2. The valve 32 is controlled hydraulically, with the spring-side control pressure chamber connected to the control pressure line 34 is connected and the opposite control pressure chamber to the control pressure line 35 is connected, which on the other hand is connected to the line 33.
Am fünften Anschluß des Steuerwegeventils 8 bzw. 18 steht jeweils der Druck des jeweils angesteuerten Verbrauchers 12 bzw. 22 an.At the fifth connection of the directional control valve 8 or 18 is in each case the pressure of the respectively activated consumer 12 or 22.
Soweit entspricht die Einrichtung dem bekannten Stand der Technik.As far as the device corresponds to the known state of the art.
An die Steuerdruckleitung 23 ist weiterhin eine Steuerdruckleitung 36 angeschlossen, die an einen Eingang eines Umsteuerventiles 37 angeschlossen ist, an dessen zweiten Eingang die Steuerdruckleitung 55 angeschlossen ist und an dessen Ausgang die Steuerdruckleitung 38 angeschlossen ist, in der also immer der Druck herrscht, der in der den höheren Druck fUhrenden der beiden Leitungen 23 oder 55 herrscht. An die Leitung 38 ist eine Steuerdruckzweigleitung 39 angeschlossen, die zu einem Zusatzsteuerdruckraum des Zusatzwegeventiles 6 führt und zwar zu dem in Schließrichtung belastenden. Der gegenüberliegende Zusatzsteuerdruckraum des Zusatzwegeventiles 6 ist an eine Steuerdruckleitung 40 angeschlossen, die ihrerseits an die Förderzweigleitung 4 angeschlossen ist. Die Steuerdruckleitung 38 setzt sich weiterhin in einer Steuerdruckleitung 41 fort, die zu einem Zusatzsteuerdruckraum des Zusatzwegeventils 16 führt, wobei ein gegenüberliegender Zusatzsteuerdruckraum dieses Zusatzwegeventiles 16 an die Steuerdruckleitung 42 angeschlossen ist, die ihrerseits an die Förderzweigleitung 5 angeschlossen ist.A control pressure line is also connected to the control pressure line 23 36 connected, which is connected to an input of a reversing valve 37, the control pressure line 55 is connected to its second input and to its Output the control pressure line 38 is connected, so in which always the pressure prevails in the one of the two lines 23 or 55 carrying the higher pressure prevails. A control pressure branch line 39 is connected to the line 38, which leads to an additional control pressure chamber of the additional directional control valve 6, namely to the in Closing direction burdensome. The opposite additional control pressure chamber of the additional directional control valve 6 is connected to a control pressure line 40, which in turn is connected to the feed branch line 4 is connected. The control pressure line 38 continues to settle in a control pressure line 41 continues, which leads to an additional control pressure chamber of the additional directional control valve 16, wherein an opposite additional control pressure chamber of this additional directional control valve 16 to the Control pressure line 42 is connected, which in turn is connected to the feed branch line 5 is connected.
Die Wirkungsweise ist folgende: Durch willkürliches Ansteuern des Steuerwegeventiles 8 wird zwischen der Leitung 7 und der Leitung 10 oder wahlweise zwischen der Leitung 7 und der Leitung 11 eine Verbindung mit einer willkürlich wählbaren Drosselwirkung hergestellt.The mode of action is as follows: By controlling the Directional control valve 8 is between line 7 and line 10 or optionally between the line 7 and the line 11 a connection with an arbitrary selectable throttling effect produced.
Da die jeweils andere der beiden Leitungen 10 und 11 mit dem Behälter 2 verbunden wird, fließt ein Strom,dessen Größe durch die gewählte Drosselwirkung bestimmt ist.Since the other of the two lines 10 and 11 with the container 2 is connected, a current flows, the size of which is determined by the selected choke effect is determined.
In ebensolcher Weise kann das Steuerwegeventil 18 angesteuert werden, wobei beide Steuerwegeventile 8 und 18 gleichzeitig angesteuert werden können.The directional control valve 18 can be controlled in the same way, both control directional control valves 8 and 18 can be controlled simultaneously.
Bei den bisher bekannten Einrichtungen war an dem Zusatzwegeventil 6 bzw. 16 eine in Schließrichtung belastende Feder vorgesehen, wobei durch die Charakteristik dieser Feder eine Regeldruckdifferenz an diesem Zusatzwegeventil unveränderlich vorgegeben war. Dem gegenüber werden die Zusatzventile gemäß der Erfindung durch die Druckdifferenz in den Zusatzsteuerdruckräumen zusätzlich beeinflußt, wobei dieser zusätzliche Einfluß an die Stelle der Wirkung der Feder tritt. Diese Druckdifferenz in den Zusatzsteuerdruckräumen kann veränderlich sein, um eine Anpassung an die Gegebenheiten bewirken zu können.In the previously known devices was on the additional directional control valve 6 or 16 a spring loaded in the closing direction is provided, whereby by the characteristic this spring a control pressure difference at this additional directional valve invariable was given. In contrast, the additional valves according to the invention are through the pressure difference in the additional control pressure chambers also influenced, this additional influence takes the place of the action of the spring. This pressure difference in the additional control pressure spaces can be variable in order to adapt to the To be able to effect circumstances.
In Figur 2 ist eine andere Ausgestaltungsform nur des Pumpenbereiches bis zur Förderleitung 3 dargestellt und zwar mit einer Konstantpumpe 51, wobei an die Förderleitung 3 eine Nebenablaßleitung 52 angeschlossen ist, die zu einem Nebenablaßventil 5 führt, das die Verbindung zum Behälter 2 herstellt und das durch die Druckdifferenz zwischen den Leitungen 52, deren Druck über die Steuerleitung 54 auf einen Druckraum des Nebenablaßventiles 53 übertragen wird,und der Steuerdruckleitung 34 gesteuert wird und zwar derart, daß dann, wenn der Förderstrom der Pumpe 1 größer ist als der von der Summe der Verbraucher 12 und 22 aufgenommenen Ströme das Nebenablaßventil 53 gedrosselt öffnet und den überschüssigen Strom abläßt.FIG. 2 shows another embodiment of the pump area only up to the delivery line 3 shown with a fixed displacement pump 51, with on the delivery line 3 is connected to a secondary discharge line 52 which leads to a secondary discharge valve 5 leads, which establishes the connection to the container 2 and that through the pressure difference between the lines 52, the pressure of which is transferred to a pressure chamber via the control line 54 of the auxiliary discharge valve 53 is transmitted, and the control pressure line 34 is controlled is in such a way that when the flow rate of the pump 1 is greater than of the currents absorbed by the sum of consumers 12 and 22, the secondary drain valve 53 throttled opens and discharges the excess current.
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