DE102017212197B3

DE102017212197B3 - Mengenreduzier-Vorrichtung und Hydraulikkomponente

Info

Publication number: DE102017212197B3
Application number: DE102017212197.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas WECHSEL
Original assignee: Hawe Hydraulik SE
Current assignee: Hawe Hydraulik SE
Priority date: 2017-07-17
Filing date: 2017-07-17
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2037-07-18

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mengenreduzier-Vorrichtung (100) für eine Hydraulikkomponente mit einer ersten mit Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitsleitung (A), einer zweiten mit Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitsleitung (B), einer Entlastungsleitungsanordnung (120), und einer Ventilanordnung (200) mit wenigstens einem ersten Ventil (130). Die erste Arbeitsleitung (A) weist einen ersten Hydroverbraucheranschluss (A1) und einen ersten Wegschieberanschluss (A2) auf, und die zweite Arbeitsleitung (B) weist einen zweiten Hydroverbraucheranschluss (B1) und einen zweiten Wegschieberanschluss (B2) auf. Die Ventilanordnung (200) ist mit der Entlastungsleitungsanordnung (120) verbunden und das erste Ventil (130) ist wenigstens in eine erste und zweite Schaltstellung schaltbar, sodass die Ventilanordnung (200) wahlweise die Entlastungsleitungsanordnung (120) absperrt, oder die Entlastungsleitungsanordnung (120) über eine erste Abzweigleitung (A4) nur mit der ersten Arbeitsleitung (A) verbindet. Ferner betrifft die Erfindung eine Hydraulikkomponente mit einer derartigen Mengen-Reduziervorrichtung (100).

Description

Die Erfindung betrifft eine Mengenreduzier-Vorrichtung für einen Proportional-Wegschieber mit einer ersten und einer zweiten mit Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitsleitung, die jeweils einen Hydroverbraucheranschluss und einen Wegschieberanschluss aufweisen. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Hydraulikkomponente mit einer solchen Mengenreduzier-Vorrichtung. Unter eine Beaufschlagung mit Druckmittel ist im Sinne der Anmeldung eine Beaufschlagung eines Zulaufkanals bzw. einer Zulaufleitung mit unter Druck stehendem Druckmittel zu verstehen.
Insbesondere bei mobilhydraulischen Anwendungen, beispielsweise bei Bohrgeräten oder Hubbühnen, ist es nicht zuletzt aus sicherheitstechnischen Aspekten notwendig, dass die zu erreichen Verfahrgeschwindigkeiten bei gewissen Begebenheiten reduziert werden. Bei Bohrgeräten wird regelmäßig über einen Sensor die Rotationsgeschwindigkeit des Bohrers überwacht, sodass eine fehlende aber eigentlich gewollte Auslenkung eines Schiebers zur Geschwindigkeitsreduktion erfasst wird. Bei einem derartigen Fehler ist es notwendig, die Rotationsgeschwindigkeit über ein Not- bzw. Rückfallsystem zu begrenzen. Bei Hubgeräten ist es ebenfalls geboten, die Geschwindigkeit bei gewissen gefährlichen Auslenksituation zu begrenzen, wenn sich der Bediener im Korb befindet. Als Beispiel sei hier ein Verfahren des Auslegers unter eine Brücke mit auf der Brücke befindlichen Fahrgestell der Hubbühne genannt.
Hierfür hat sich der Einsatz von Mengenreduzier-Vorrichtungen bewahrt. Derartige Vorrichtungen zur Mengenreduzierung der Zulaufmenge von Druckmittel bzw. Hydraulikfluid an einen Hydraulikverbraucher werden üblicherweise als eine gesonderte Hydraulikkomponente in der Peripherie eines Proportional-Wegschiebers eingesetzt. Der dieser Technologie zugrunde liegende Ansatz ist der, dass aus einer Arbeitsleitung ein Drucksignal abgegriffen und an den Zulaufregler des Proportional-Wegschiebers druckreduziert zurückgeführt wird, dass das abgegriffene Drucksignal als Ersatz-Systemdruckgröße auf den Zulaufregler wirkt. Je nachdem, ob nun der Standard-Systemdruck oder der Ersatz-Systemdruck auf den Zulaufregler wirkt, wird entweder auf die tatsächliche lastdruckabhängige Durchflussmenge eingeregelt oder auf eine entsprechend reduzierte Durchflussmenge. Im Ergebnis werden so Hydrauliksysteme ermöglicht, die zwei unterschiedliche Geschwindigkeiten erlauben.
Herkömmliche Ventilanordnungen, wie etwa aus der DE 10 2004 050 294 B3 bekannt, ermöglichen es, Hydraulikfluid mittels einer Rücklaufleitung drucklos in den Tank zu entlasten.
Die Integration einer solchen Mengenreduzier-Vorrichtung zur Geschwindigkeitsreduktion bei der Ansteuerung eines Hydraulikverbrauchers ist komplex und bedarf tiefgreifender baulicher Maßnahmen. In der Regel werden Mengenreduzier-Vorrichtungen als integraler Bestandteil einer hydraulischen Komponente, beispielsweise in einen Proportional-Wegschieber-Block oder direkt in einen Anschlussblock integriert. Für einen Proportional-Wegschieber bedeutet dies, dass regelmäßig zwei Ausführungen - mit und ohne Mengenreduzier-Vorrichtung - anzubieten sind, wobei eine optionale Nachrüstung einer Mengenreduzier-Vorrichtung im Allgemeinen nicht ohne weiteres möglich ist.
Ausgehend hiervon ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die technische Umsetzung eine Mengenreduzier-Vorrichtung für eine Hydraulikkomponente zu vereinfachen und flexibler zu gestalten.
Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer Mengenreduzier-Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und einer Hydraulikkomponente gemäß Anspruch 19. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Mengenreduzier-Vorrichtung für eine Hydraulikkomponente hat eine erste mit Druckmittel beaufschlagbare Arbeitsleitung und eine zweite mit Druckmittel beaufschlagbare Arbeitsleitung sowie eine Entlastungsleitungsanordnung. Die erste Arbeitsleitung hat einen ersten Hydroverbraucheranschluss und einen ersten Wegschieberanschluss. Entsprechend hat die zweite Arbeitsleitung einen zweiten Hydroverbraucheranschluss und einen zweiten Wegschieberanschluss. Erfindungsgemäß weist die Mengenreduzier-Vorrichtung eine mit der Entlastungsleitungsanordnung verbundene Ventilanordnung mit wenigstens einem ersten Ventil auf. Das erste Ventil ist wenigstens in eine erste und in eine zweite Schaltstellung schaltbar, sodass die Ventilanordnung wahlweise die Entlastungsleitungsanordnung absperrt, oder die Entlastungsleitungsanordnung über eine erste Abzweigleitung nur mit der ersten Arbeitsleitung verbindet.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die die Ventilanordnung ein zweites Ventil aufweist, wobei das zweite Ventil wenigstens in einer erste und zweite Schaltstellung schaltbar ist, sodass die Ventilanordnung wahlweise die Entlastungsleitungsanordnung absperrt, oder die Entlastungsleitungsanordnung über die erste Abzweigleitung nur mit der ersten Arbeitsleitung oder über eine zweite Abzweigleitung nur mit der zweiten Arbeitsleitung verbindet.
Die erfindungsgemäße Mengenreduzier-Vorrichtung zeichnet sich somit gegenüber den bekannten Vorrichtungen dadurch aus, dass die Mengenreduzier-Vorrichtung bausteinartig auf herkömmliche, bereits vorhandene oder sogar eingebaute Hydraulikkomponenten aufgesetzt bzw. nachgerüstet werden kann. Als Schnittstelle zur Hydraulikkomponente werden dabei lediglich die Arbeitsleitungen sowie die Entlastungsleitungsanordnung benötigt, welche an die entsprechende LS-Leitung des Proportional-Wegschiebers anzuschließen ist. Die Schnittstelle zum Hydraulikverbraucher besteht dabei lediglich aus der ersten und zweiten Arbeitsleitung bzw. den entsprechenden Hydroverbraucheranschlüssen. Sämtliche weiteren Komponenten zur Umsetzung der Mengenreduzierung sind in die Mengenreduzier-Vorrichtung integriert. Die erfindungsgemäße Mengenreduzier-Vorrichtung erlaubt daher eine kostengünstige und wenig arbeitsintensive Integration einer zweiten Geschwindigkeitsstufe in ein bestehendes hydraulisches System aus.
Zweckmäßigerweise weist die Entlastungsleitungsanordnung eine erste Signaldruckentlastungsleitung auf, wobei das erste Ventil und das zweite Ventil in der ersten Signaldruckentlastungsleitung in Reihe angeordnet sind. Das erste Ventil verbindet die erste Signaldruckentlastungsleistung in einer ersten Schaltstellung über die erste Abzweigleitung mit der ersten Arbeitsleitung und in einer zweiten Schaltstellung über die zweite Abzweigleitung mit der zweiten Arbeitsleitung. Das zweite Ventil ist zwischen einer Durchlassstellung und einer Absperrstellung schaltbar. Somit stellt die Durchlassstellung die erste Schaltstellung des zweiten Ventils und die Absperrstellung die zweite Schaltstellung dar. Insbesondere ist das zweite Ventil stromabwärts des ersten Ventils in der ersten Signaldruckentlastungsleitung angeordnet, wobei „stromabwärts“ sich in diesem Zusammenhang auf eine Strömungsrichtung vom Proportional-Wegschieber zu einem Hydroverbraucher bezieht. Dies ermöglicht es, über ein Schalten des zweiten Ventils - unabhängig von der Schaltstellung des ersten Ventils - die erste Signaldruckentlastungsleitung abzusperren oder freizugeben. Mithin kann die zweite Geschwindigkeitsstufe in einfacher Art und Weise über eine Schaltung des zweiten Ventils aktiviert oder deaktiviert werden.
Es ist von Vorteil, wenn das erste Ventil bei einer Beaufschlagung der ersten Arbeitsleitung mit Druckmittel druckabhängig in die erste Schaltstellung schaltet und bei einer Beaufschlagung der zweiten Arbeitsleitung mit Druckmittel druckabhängig in die zweite Schaltstellung schaltet. Das Vorsehen zweier Ventile ermöglicht hierbei eine vorteilhafte Trennung der Funktionen „Auswählen der mit der Signaldruckentlastungsleitung zu verbindenden Arbeitsleitung“ und „Schalten der Signaldruckentlastungsleitung zwischen einer Absperrstellung und einer Durchlassstellung“. Dadurch, dass die Schaltstellung des ersten Ventils rein druckgesteuert in Abhängigkeit der in den Arbeitsleitungen anliegenden Drücke erfolgt, muss zur Aktivierung der zweiten Geschwindigkeitsstufe lediglich das zweite Ventil aus seiner Absperrstellung in seine Durchlassstellung geschalten werden. Mit anderen Worten befindet sich das erste Ventil aufgrund des Drucks in der entsprechenden Arbeitsleitung automatisch in der richtigen Schaltstellung Dies hat den Vorteil, dass eine Falschauswahl der Arbeitsleitung ausgeschlossen sowie die Komplexität der Bedienung der Mengenreduzier-Vorrichtung auf ein Minimum reduziert werden kann.
Vorteilhafterweise ist das erste Ventil ein Wegschieberventil, wobei eine erste Vorsteuerleitung aus der ersten Abzweigleitung abzweigt und das erste Ventil in die erste Schaltstellung vorsteuert, und wobei eine zweite Vorsteuerleitung aus der zweiten Abzweigleitung abzweigt und das erste Ventil in die zweite Schaltstellung vorsteuert. Da über die Arbeitsleitung mit dem höheren Druck somit automatisch eine Fluidverbindung über die entsprechende Abzweigleitung mit der Signaldruckentlastungsleitung herstellt, wird das Wegschieberventil rein druckgesteuert geschaltet. Mithin kann in einfacher Art und Weise ein hydraulisch gesteuertes Logikelement bereitgestellt werden.
Alternativ ist es vorteilhaft, wenn das erste Ventil ein Wegschieberventil ist, wobei eine erste Signalleitung das erste Ventil in die erste Schaltstellung schaltet, und wobei eine zweite Signalleitung das erste Ventil in die zweite Schaltstellung schaltet, wobei die erste Signalleitung oder die zweite Signalleitung in Abhängigkeit der Schaltstellung eines Proportional-Wegschiebers der Hydraulikkomponente ein Schaltsignal an das erste Ventil übertragen. Somit wird das erste Ventil nicht druckabhängig geschaltet, sondern folgt der Auslenkung des Proportional-Wegeschiebers, indem beispielsweise ein Ansteuersignal für Elektromagneten des Proportional-Wegschiebers abgegriffen und über die erste bzw. zweite Signalleitung an das erste Ventil weitergegeben wird. Somit ist das erste Ventil immer in der korrekten Schaltstellung sofern über den Proportional-Wegschieber die erste oder der zweite Arbeitsleitung mit Druckmittel beaufschlagt werden. Ferner kann so auch sichergestellt werden, dass, selbst wenn der Ablaufdruck in einer der beiden Arbeitsleitung über dem Zulaufdruck in der anderen mit Druckmittel beaufschlagten Arbeitsleitung liegt, eine Entlastung der ersten Signaldruckentlastungsleitung bzw. der Entlastungsleitungsanordnung in die Arbeitsleitung mit Zulaufdruck erfolgt.
Zweckmäßigerweise ist das erste Ventil ein 3/3-Wegschieber, wobei der 3/3-Wegschieber beidseitig federvorgespannt ist, sodass der 3/3-Wegschieber in ungeschaltetem Zustand in einer Neutralstellung ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass bei ausgeglichenem Druck, fehlendem Ansteuersignal oder drucklosem Zustand zwischen der ersten und der zweiten Arbeitsleitung keine der Abzweigleitungen in Fluidverbindung mit der Signaldruckentlastungsleitung steht.
Vorteilhafterweise weist die Ventilanordnung ein Rückschlagventil zwischen dem ersten Ventil und dem zweiten Ventil auf, sodass Druckmittel nicht vom ersten Ventil zum zweiten Ventil strömen kann. Druckmittel in der Signaldruckentlastungsleitung strömt hierbei stets in die Richtung vom zweiten zum ersten Ventil. Mithilfe des Rückschlagventils zwischen dem ersten und dem zweiten Ventil wird wirksam verhindert, dass, wenn sich das zweite Ventil in einer Durchlassstellung befindet, ein hydroverbraucherseitiger Druckanstieg zu einer Strömungsumkehrung in der Signaldruckentlastungsleitung führt. Ferner kann so auch verhindert werden, dass eine ungewollte Entlastung der Arbeitsleitungen über die Ventilanordnung und die Entlastungsleitungsanordnung erfolgt.
Alternativ ist es vorteilhaft, wenn das erste Ventil ein Wechselventil ist. In einem Wechselventil wird die Arbeitsleitung mit dem höheren Fluiddruck den Sperrkörper des Wechselventils wegbewegen, wodurch die andere Leitung mit der niedrigeren Fluiddruck gesperrt und gleichzeitig eine Fluidverbindung zwischen der Arbeitsleitung mit dem höheren Fluiddruck und der Signaldruckentlastungsleitung hergestellt wird. Herrscht in beiden Arbeitsleitungen der gleiche Druck vor, ist jedoch nicht ohne weiteres erkennbar, in welcher Stellung sich der Sperrkörper befindet. Demzufolge ist es ratsam, vor dem Schalten des zweiten Ventils in eine Durchlassstellung eine der beiden Arbeitsleitungen mit einem Druckimpuls zu beaufschlagen. Ferner bietet sich der Einsatz eines Wechselventils auch an, wenn die zulaufseitige Arbeitsleitung druckvorgespannt ist. Ein Vorteil des Wechselventils ist insbesondere dessen bauliche Einfachheit und die erwartungsgemäß geringe Kosten.
Zweckmäßigerweise weist das zweite Ventil ein Federelement und einen Elektromagneten auf, wobei das Federelement in Richtung der Durchlassstellung wirkt und der Elektromagnet bei Bestromung das Ventil in Absperrstellung entgegen der Federkraft des Federelements schaltet, wobei das zweite Ventil insbesondere ein Sitzventil ist. Dies hat den Vorteil, dass das zweite Ventil im stromlosen Zustand in der Durchlassstellung steht, sodass auch aus Sicherheitsgründen im stromlosen Zustand mit der niedrigeren Geschwindigkeit gefahren wird. Das Sitzventil ermöglicht des Weiteren eine zuverlässige und leckagefreie Unterbrechung der Fluidströmung durch das zweite Ventil. Alternativ ist es auch denkbar, dass das zweite Ventil manuell betätigt wird.
Alternativ ist es zweckmäßig, wenn die Entlastungsleitungsanordnung nur eine erste Signaldruckentlastungsleitung aufweist, wobei das erste Ventil und das zweite Ventil parallel in der ersten Signaldruckentlastungsleitung angeordnet sind. Die erste Schaltstellung des ersten Ventils ist hierbei eine Durchlassstellung und die zweite Schaltstellung des ersten Ventils ist eine Absperrstellung. Die erste Signaldruckentlastungsleitung ist über die erste Abzweigleitung mit der ersten Arbeitsleitung verbunden, wenn das erste Ventil in die Durchlassstellung geschaltet ist. Die erste Schaltstellung des zweiten Ventils ist hierbei eine Durchlassstellung und die zweite Schaltstellung des zweiten Ventils ist eine Absperrstellung. Die erste Signaldruckentlastungsleitung ist über die zweite Abzweigleitung mit der zweiten Arbeitsleitung verbunden ist, wenn das zweite Ventil in die Durchlassstellung geschaltet ist. Diese Lösung ist besonders kostengünstig, wobei sichergestellt werden muss, dass nur das erste oder das zweite Ventil in der Durchlassstellung ist.
Alternativ ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform vorteilhaft, wenn die Entlastungsleitungsanordnung eine erste Signaldruckentlastungsleitung und eine zweite Signaldruckentlastungsleitung aufweist. Das erste Ventil ist in der ersten Signaldruckentlastungsleitung angeordnet, wobei die erste Schaltstellung des ersten Ventils eine Durchlassstellung und die zweite Schaltstellung des ersten Ventils eine Absperrstellung ist. Die erste Signaldruckentlastungsleitung ist über die erste Abzweigleitung mit der ersten Arbeitsleitung verbunden ist, wenn das erste Ventil in die Durchlassstellung geschaltet ist. Demgemäß ist das zweite Ventil in der zweiten Signaldruckentlastungsleitung angeordnet ist, wobei die erste Schaltstellung des zweiten Ventils eine Durchlassstellung und die zweite Schaltstellung des zweiten Ventils eine Absperrstellung ist. Die zweite Signaldruckentlastungsleitung ist über die zweite Abzweigleitung mit der zweiten Arbeitsleitung verbunden ist, wenn das zweite Ventil in die Durchlassstellung geschaltet ist. Dies hat den Vorteil, dass, selbst wenn der Ablaufdruck in einer der beiden Arbeitsleitung über dem Zulaufdruck in der anderen Arbeitsleitung liegt, eine Entlastung der ersten Signaldruckentlastungsleitung bzw. der zweiten Signaldruckentlastungsleitung in die Arbeitsleitung mit Zulaufdruck erfolgt. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die erste bzw. zweite Signaldruckentlastungsleitung über den Proportional-Wegschieber gesperrt sind, je nachdem welche der beiden Arbeitsleitungen mit Druckmittel beaufschlagt werden. So kann eine Fehlschaltung wirksam verhindert werden.
Zweckmäßigerweise weist das erste Ventil ein Federelement und einen Elektromagneten auf, wobei das Federelement in Richtung der Durchlassstellung wirkt und der Elektromagnet bei Bestromung das Ventil in Absperrstellung entgegen der Federkraft des Federelements schaltet, wobei das erste Ventil insbesondere ein Sitzventil ist. In diesem Zusammenhang ist es auch zweckmäßig, wenn das zweite Ventil ein Federelement und einen Elektromagneten aufweist, wobei das Federelement in Richtung der Durchlassstellung wirkt und der Elektromagnet bei Bestromung das Ventil in Absperrstellung entgegen der Federkraft des Federelements schaltet, wobei das zweite Ventil insbesondere ein Sitzventil ist. Dies hat den Vorteil, dass im stromlosen Zustand das entsprechende Ventil in der Durchlassstellung steht, sodass auch aus Sicherheitsgründen im stromlosen Zustand mit der niedrigeren Geschwindigkeit gefahren wird. Sitzventile ermöglichen des Weiteren eine zuverlässige und leckagefreie Unterbrechung der Fluidströmung. Alternativ ist es auch denkbar, dass das erste und/ oder das zweite Ventil manuell betätigt werden.
Denkbar ist in diesem Zusammenhang, dass das erste und das zweite Ventil jeweils als 2/2-Wegeventil, und insbesondere als Wegesitzventil ausgebildet sind. Gleichwohl können das erste und das zweite Ventil auch gemeinsam als eine Ventileinheit ausgebildet sein. Denkbar ist die Ausbildung als 4/3-Wegschieberventil. Sofern eine gewisse Leckage tolerierbar ist, ergibt sich so eine besonders kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung.
Es ist von Vorteil, wenn in der ersten Abzweigleitung ein Rückschlagventil angeordnet ist, und/ oder wenn in der zweiten Abzweigleitung ein Rückschlageventil angeordnet ist. So kann verhindert werden, dass Druckmittel aus den Arbeitsleitungen über die Abzweigleitungen und mithin über die Entlastungsleitungsanordnung abfließt.
Vorteilhafterweise weist die erste Arbeitsleitung eine erste Drosselanordnung auf, wobei die erste Drosselanordnung zwischen dem ersten Wegschieberanschluss und der ersten Abzweigleitung angeordnet ist. Dadurch kann der Druck in der Arbeitsleitung an der Stelle, an der die Arbeitsleitung mit der Abzweigleitung verbunden ist, geringer sein als der Druck in der Arbeitsleitung zwischen der Drosselanordnung und dem Wegschieberanschluss. Im Ergebnis kann so ein geringerer Druck als der maximale Systemdruck an die Signaldruckentlastungsleitung übergeben werden. Analog hierzu kann vorteilhafterweise die zweite Arbeitsleitung eine zweite Drosselanordnung aufweisen, wobei die zweite Drosselanordnung zwischen dem zweiten Wegschieberanschluss und der zweiten Abzweigleitung angeordnet ist.
Zweckmäßigerweise weist die erste und/oder die zweite Drosselanordnung eine insbesondere einstellbare Drossel mit Umgehungsrückschlagventil auf. So kann erreicht werden, dass die Drossel nur in eine Strömungsrichtung wirkt. Ferner kann über die Einstellbarkeit der Drossel der Druckabfall zwischen der Drosselanordnung und dem Hydroverbraucheranschluss variabel eingestellt werden.
Zweckmäßigerweise ist in der ersten und/oder der zweiten Abzweigleitung eine einstellbare Abzweig-Drosselanordnung angeordnet. Mithilfe dieser Abzweig-Drosselanordnung kann eine Feineinstellung der Maximalmenge, die über die Signaldruckentlastungsleitung bzw. die jeweilige Abzweigleitung in die entsprechende Arbeitsleitung einfließt, eingestellt werden.
Die Lösung der Aufgabe gelingt ferner mit einer Hydraulikkomponente mit einer erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung. Hierbei weist die Hydraulikkomponente einen Proportional-Wegschieber auf, der ausgebildet ist, die erste und zweite Arbeitsleitung der Mengenreduzier-Vorrichtung proportional zur Auslenkung mit Druckmittel zu beaufschlagen. Ferner weist der Proportional-Wegschieber einen Zulaufreger zur Regelung des Volumenstroms an Druckmittel, und wenigstens eine mit Lastdruck beaufschlagbare LS-Leitungsanordnung auf, wobei die LS-Leitungsanordnung dem Zulaufregler den abgegriffenen Lastdruck meldet, und wobei die LS-Leitung mit der Entlastungsleitungsanordnung verbunden ist. Mit einer derartigen, aus einem Proportional-Wegschieber und einer Mengenreduzier-Vorrichtung bestehenden Hydraulikkomponente kann auf einfache Art und Weise zwischen einer ersten und einer zweiten Geschwindigkeit der Auflösung geschalten werden. Ferner wird so auch eine baukastenartige Auslegung der einzelnen Komponenten der Hydraulikkomponente erreicht.
Wie vorstehend erwähnt erfolgt die Schaltung hierbei über die Ventilanordnung der Mengenreduzier-Vorrichtung.
Gemäß einer der bevorzugten Ausführungsformen kann die Schaltung dabei über das zweite Ventil erfolgen, das sich entweder in einer Absperrstellung oder einer Durchlassstellung befindet. Für den Fall, dass sich das zweite Ventil in einer Absperrstellung befindet, hängt die Auflösung lediglich von der Auslenkung des Wegschiebers ab. Für den Fall, dass sich das zweite Ventil in einer Durchlassstellung befindet, wird die Auflösung entsprechend dem Drucksignal, das aus der Mengenreduzier-Vorrichtung über die Signaldruckentlastungsleitung an den Zulaufregler übertragen wird, reduziert, da die berechnete Druckdifferenz in diesem Fall nicht auf Basis des Systemdrucks ab Wegschieber erfolgt, sondern auf Basis der Drucksignals abzüglich des über die Signaldruckentlastungsleitung abgeführten Drucks.
Es ist von Vorteil, wenn die LS-Leitungsanordnung eine erste LS-Leitung und eine zweite LS-Leitung aufweist, wobei die erste LS-Leitung mit der ersten Signaldruckentlastungsleitung und die zweite LS-Leitung mit der zweiten Signaldruckentlastungsleitung verbunden ist. Der Proportional-Wegschieber ist dazu ausgebildet, die zweite LS-Leitung abzusperren, wenn die erste Arbeitsleitung mit Druckmittel beaufschlagt ist und die erste LS-Leitung abzusperren, wenn die zweite Arbeitsleitung mit Druckmittel beaufschlagt ist. Wie vorstehend bereits erwähnt, ergibt sich so Vorteil, dass selbst bei einem höheren Druck in der ablaufseitigen Arbeitsleitung (im Verhältnis zum Druck in der zulaufseitigen Arbeitsleitung), das abgegriffene LS-Signal in die zulaufseitige Arbeitsleitung, also die mit Druckmittel beaufschlagte Arbeitsleitung, abgeleitet wird. Somit ist es eine Fehlsteuerung ausgeschlossen.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren beschrieben. Hierbei zeigen schematisch:

1A: eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung;
1B: die Mengenreduzier-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform mit dem ersten Ventil in einer ersten Schaltstellung;
1C: die Mengenreduzier-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform mit dem ersten Ventil in einer zweiten Schaltstellung;
2: eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung;
3: eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung;
4 eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung;
5 eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung;
6 eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung
7: ein optionale Variante für die erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtungen;
8: eine Hydraulikkomponente mit einer erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
9: eine Hydraulikkomponente mit einer erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
10: eine Hydraulikkomponente mit einer erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform; und
11: ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Fördermenge von der Auflösung für zwei Geschwindigkeiten näherungsweise darstellt.

In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Auf die Wiederholung einer Beschreibung von Funktionsweisen bereits eingeführter Beststandteile der gezeigten Mengenreduzier-Vorrichtung und Hydraulikkomponente wird der Übersichtlichkeit halber verzichtet.
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele der Mengenreduzier-Vorrichtung 100 vorgestellt. Dabei weist die Mengenreduzier-Vorrichtung 100 die folgenden Komponenten auf, nämlich insbesondere eine erste mit Druckmittel beaufschlagbare Arbeitsleitung A sowie eine zweite mit Druckmittel beaufschlagbare Arbeitsleitung B. Die erste mit Druckmittel beaufschlagbare Arbeitsleitung A weist einen ersten Hydroverbraucheranschluss A1 und einen ersten Wegschieberanschluss A2 auf. Analog hierzu weist die zweite Arbeitsleitung B einen zweiten Hydroverbraucheranschluss B1 und einen zweiten Wegschieberanschluss B2 auf. Die erste Arbeitsleitung A weist zudem eine erste Drosselanordnung A3 und eine erste Abzweigleitung A4 auf, wobei die erste Abzweigleitung A4 zwischen der ersten Drosselanordnung A3 und dem ersten Hydroverbraucheranschluss A1 angeordnet ist. Analog hierzu weist die zweite Arbeitsleitung B zudem eine zweite Drosselanordnung B3 und eine zweite Abzweigleitung B4 auf, wobei die zweite Abzweigleitung B4 zwischen der zweiten Drosselanordnung B3 und dem zweiten Hydroverbraucheranschluss B1 angeordnet ist. Die Mengenreduzier-Vorrichtung 100 weist ferner wenigstens eine Entlastungsleitungsanordnung 120 sowie eine in den Figuren gestrichelt dargestellte Ventilanordnung 200 mit einem ersten Ventil 130 und einem zweiten Ventil 140 auf.
In 1A ist eine erste Ausführungsform der Mengenreduzier-Vorrichtung 100 abgebildet, in der das erste Ventil 130 mit dem zweiten Ventil 140 in Reihe geschaltet ist. Das erste Ventil 130 ist in diesem Ausführungsbeispiel als 3/3-Wegeventil ausgebildet, welches je nach Schaltstellung die erste Abzweigleitung A4 oder die zweite Abzweigleitung B4 mit einer ersten Signaldruckentlastungsleitung 121 der Entlastungsleitungsanordnung 120 verbindet. Ferner ist eine Neutralstellung vorgesehen, bei der sowohl die erste Abzweigleitung A4 als auch die zweite Abzweigleitung B4 gesperrt sind. Das zweite Ventil 140 ist in diesem Ausführungsbeispiel als 2/2-Sitzventil ausgeführt und in der Signaldruckentlastungsleitung 121 angeordnet. Dies wird im Folgenden genauer beschrieben.
Das erste Ventil 130 ist als federbelastetes 3/3-Wegeventil ausgeführt, das in dem gezeigten Beispiel in Abhängigkeit des in der ersten Abzweigleitung A4 und des in der zweiten Abzweigleitung B4 anliegenden Drucks zwischen einer Neutral- bzw. Nullstellung S130, einer ersten Schaltstellung S131 und einer zweiten Schaltstellung S132 schaltet. Hierzu weist die erste Abzweigleitung A4 eine erste Vorsteuerleitung A5, und die zweite Abzweigleitung B4 eine zweite Vorsteuerleitung B5 auf. Bildet sich in den Leitungsabschnitten zwischen der jeweiligen Drosselanordnung A3, B3 und dem Hydroverbraucheranschluss A1, B1 ein Druckgradient zwischen der ersten Arbeitsleitung A und der zweiten Arbeitsleitung B aus, entsteht in der Arbeitsleitung mit dem höheren Druck ein Druckimpuls, der über die der betreffenden Arbeitsleitung zugehörigen Abzweigleitung A4, B4 und Vorsteuerleitung A5, B5 eine Auslenkung des Wegeventils 130 entgegen der Federvorspannung bewirkt. Das Wegeventil wird aus der Nullstellung S130 in eine Schaltstellung ausgelenkt, in der ein Durchlass zwischen der Signaldruckentlastungsleitung 121 und der Abzweigleitung mit dem höheren Druck hergestellt wird.
In den 1A-1C ist das zweite Ventil 140 als elektromagnetgesteuertes 2/2-Sitzventil mit Federvorspannung ausgebildet. Die Federkraft wirkt hier so, dass das zweite Ventil 140 im unbestromten Zustand in eine ersten Schaltstellung, die Durchlassstellung S141 geschaltet ist. Entsprechend schaltet dieses zweite Ventil 140 bei Bestromung des Elektromagneten in die zweite Schaltstellung, mithin in die Absperrstellung S142. Die Signaldruckentlastungsleitung 121 ist nur dann für das erste Ventil 130 freigegeben, wenn das zweite Ventil 140 sich in der Durchlassstellung S141 befindet. Ferner ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß 1A-1C in der Signaldruckentlastungsleitung 121 zwischen dem ersten Ventil 130 und dem zweiten Ventil 140 ein Rückschlagventil 135 angeordnet, sodass Druckmittel nicht vom ersten Ventil 130 zum zweiten Ventil 140 strömen kann. Somit kann eine ungewollte Entlastung der Arbeitsleitungen A, B über die Signaldruckentlastungsleitung 121 verhindert werden.
In 1B ist eine Auslenkung des ersten Ventils 130 in die erste Schaltposition S131 in einer isolierten Betrachtung der Ventilanordnung 200 dargestellt. Da das erste Ventil 130 in der in 1A - 1C gezeigten Ausführungsform rein druckgesteuert ist, ist der Druck in der ersten Arbeitsleitung A in dieser Schaltstellung höher als der Druck in der zweiten Arbeitsleitung B, sodass dieser über die erste Abzweigleitung A4 und die Vorsteuerleitung A5 auf das erste Ventil 130 übertragen wird. Mithin kann Druckmittel über die Signaldruckentlastungsleitung 121 in die erste Arbeitsleitung A abfließen. Analog hierzu ist in 1C die zweite Schaltstellung S132 des ersten Ventils 130 in einer isolierten Betrachtung der Ventilanordnung 200 abgebildet. In diesem Fall weist die zweite Arbeitsleitung B einen höheren Druck als die erste Arbeitsleitung A auf, sodass das erste Ventil 130 in die zweite Schaltstellung S132 ausgelenkt ist, sodass Druckmittel aus der Signaldruckentlastungsleitung 121 über die zweite Abzweigleitung B4 in die zweite Arbeitsleitung B abfließen kann.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung 100. Diese zweite Ausführungsform entspricht in weiten Teilen der ersten Ausführungsform, wobei der Unterschied darin zu sehen ist, dass das erste Ventil 130, das auch hier ein 3/3-Wegeventil ist, nicht druckgesteuert schaltet, sondern signalgesteuert. Hierzu ist das erste Ventil 130 mit einer ersten Signalleitung A50 und einer zweite Signalleitung B50 verbunden. Eine Beaufschlagung der ersten Signalleitung A50 mit einem Steuersignal bewirkt, dass das erste Ventil 130 in die erste Schaltposition S131 schaltet, und eine Beaufschlagung der zweiten Signalleitung B50 mit einem Steuersignal bewirkt, dass das erste Ventil 130 in eine zweite Schaltposition S132 schaltet. Ähnlich wie bei der druckgesteuerten Variante des ersten Ventils gemäß der ersten Ausführungsform befindet sich das erste Ventil 130 in einer Neutralstellung S130, wenn weder die erste Signalleitung A50 noch die zweite Signalleitung B50 mit einem Steuersignal beaufschlagt sind. Dies entspricht dem in 2 abgebildeten Zustand. Die Signalleitungen A50, B50 sind in dem abgebildeten beispielsweise mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbar. Alternativ können die Signalleitungen A50, B50 aber auch elektrische oder mechanische Stellsignale auf das erste Ventil 130 übertragen. Die Integration der Mengenreduzier-Vorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform mit einem Proportional-Wegschieber wird in 9 nachfolgend noch näher erläutert.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung 100. Auch diese dritte Ausführungsform entspricht in weiten Teilen der ersten Ausführungsform, wobei der Unterschied zur ersten Ausführungsform darin zu sehen ist, dass das erste Ventil 130 der Ventilanordnung 200 ein Wechselventil ist. Wie bei Wechselventilen üblich, weist das erste Ventil 130 einen Sperrkörper 133 auf, welcher stets die Leitung mit dem höheren Druck freigibt und die verbleibende Leitung sperrt. In der gezeigten Ausführung gibt das Wechselventil 130 die erste Abzweigleitung A4 frei und sperrt die zweite Abzweigleitung B4. Da sich zudem das zweite Ventil 140 in der Durchlassstellung S142 befindet, wird die Signaldruckentlastungsleitung 121 in die erste Arbeitsleitung A entlastet. Auch dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht eine rein druckgesteuerte Auswahl der mit der Signaldruckentlastungsleitung 121 zu verbindenden Arbeitsleitung A, B. Im drucklosen Zustand oder bei einem Druckgleichgewicht zwischen der ersten Arbeitsleitung A und der zweiten Arbeitsleitung B kann es jedoch unklar sein, in welcher Stellung sich der Sperrkörper 133 des Wechselventils 130 befindet. Vor dem Schalten des zweiten Ventils 140 aus der Absperrstellung S141 in eine Durchlassstellung S142 ist es daher notwendig, einen Druckgradienten zwischen der ersten Arbeitsleitung A und der zweiten Arbeitsleitung B auszubilden, um zu vermeiden, dass die falsche Arbeitsleitung mit der Signaldruckentlastungsleitung 121 verbunden wird. Ferner ist der Einsatz dieser zweiten Ausführungsform auch insbesondere dann sinnvoll, wenn die Arbeitsleitungen A, B zulaufseitig vorgespannt sind.
In 4 ist eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung 100 gezeigt. Anders als in den zuvor gezeigten Ausführungsformen ist in der vierten Ausführungsform das erste Ventil 130 mit dem zweiten Ventil 140 parallel in der Entlastungsleitungsanordnung 120 angeordnet. Die Entlastungsleitungsanordnung 120 weist in hierfür eine Signaldruckentlastungsleitung 121 auf, die jeweils mit dem ersten Ventil 130 oder dem zweiten Ventil 140 über einen Abzweig verbunden ist. Wie dargestellt sind sowohl das erste Ventil 130 als auch das zweite Ventil 140 magnetbetätigte 2/2-Sitzventile mit Federvorspannung. Das erste Ventil 130 ist derart ausgeführt, dass die erste Schaltstellung des ersten Ventils 130 eine Durchlassstellung und die zweite Schaltstellung des ersten Ventils 130 eine Absperrstellung ist, wobei die erste Signaldruckentlastungsleitung 121 über die erste Abzweigleitung A4 mit der ersten Arbeitsleitung A verbunden ist, wenn das erste Ventil 130 in die Durchlassstellung geschaltet ist. Die erste Schaltstellung des zweiten Ventils 140 ist eine Durchlassstellung und die zweite Schaltstellung des zweiten Ventils 140 ist eine Absperrstellung, wobei die erste Signaldruckentlastungsleitung 121 über die zweite Abzweigleitung B4 mit der zweiten Arbeitsleitung B verbunden ist, wenn das zweite Ventil 140 in die Durchlassstellung geschaltet ist. Sowohl in der ersten Abzweigleitung A4 als auch in der zweiten Abzweigleitung B4 ist jeweils ein Rückschlagventil 135 vorgesehen. Bei der Ansteuerungslogik für das erste Ventil 130 und das zweite Ventil 140 muss berücksichtigt werden, dass sich jeweils nur eines der beiden Ventile in der Durchlassstellung befinden darf.
5 zeigt eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung 100. Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform durch den Aufbau der Ventilanordnung 200. Die Entlastungsleitungsanordnung 120 weist in der fünften Ausführungsform eine erste Signaldruckentlastungsleitung 121 und eine zweite Signaldruckentlastungsleitung 122 auf, die separat voneinander an die Systemgrenze der Mengenreduzier-Vorrichtung 100 grenzen, ohne eine Fluidverbindung zwischen der ersten Signaldruckentlastungsleitung 121 und der zweiten Signaldruckentlastungsleitung 122 auszubilden. Das erste Ventil 130 ist hierbei in der ersten Signaldruckentlastungsleitung 121 angeordnet. Die erste Schaltstellung S131 des ersten Ventils 130 ist eine Durchlassstellung und die zweite Schaltstellung S132 des ersten Ventils 130 eine Absperrstellung, wobei die erste Signaldruckentlastungsleitung 121 über die erste Abzweigleitung A4 mit der ersten Arbeitsleitung A verbunden ist, wenn das erste Ventil 130 in die Durchlassstellung geschaltet ist. Analog hierzu ist das zweite Ventil 140 in der zweiten Signaldruckentlastungsleitung 121 angeordnet. Die erste Schaltstellung S141 des zweiten Ventils ist eine Durchlassstellung und die zweite Schaltstellung S142 des zweiten Ventils ist eine Absperrstellung, wobei die zweite Signaldruckentlastungsleitung 122 über die zweite Abzweigleitung B4 mit der zweiten Arbeitsleitung B verbunden ist, wenn das zweite Ventil 140 in die Durchlassstellung geschaltet ist. Eine Hydraulikkomponente mit einer Mengenreduzier-Vorrichtung 100 gemäß der fünften Ausführungsform wird nachfolgend noch genauer zu 10 beschrieben.
In 6 ist eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung 100 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Ventilanordnung 200 nur ein erste Ventil 130 auf, welches in der ersten Signaldruckentlastungsleitung 121 angeordnet ist, und vollständig dem ersten Ventil 130 gemäß der in 5 dargestellten Ausführungsform entspricht. Mithin ist die erste Signaldruckentlastungsleitung 121 in der als Durchlassstellung ausgebildeten ersten Schaltstellung S131 des ersten Ventils 130 über die Abzweigleitung A4 in die Arbeitsleitung A entlastbar. Entsprechend ist die Signaldruckentlastungsleitung 121 in der als Absperrstellung ausgebildeten zweiten Schaltstellung S132 gesperrt, sodass keine Entlastung erfolgen kann. Die in 6 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 5 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass kein zweites Ventil 140 und keine zweite Signaldruckentlastungsleitung 122 vorgesehen sind. Dies ist dann sinnvoll, wenn an den Hydroverbraucheranschlüssen A1, B1 beispielsweise ein Hydraulikzylinder angeschlossen ist und nur für den ausfahrenden Zylinder eine zweite Geschwindigkeitsstufe notwendig ist.
Gemäß einer nicht abgebildeten Variante der Erfindung können das erste Ventil 130 und/ oder das zweite Ventil 140 der fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung auch druck- und/ oder signalgesteuerte Wegschieberventile sein, insbesondere 3/3-Wegeventile, wie in den vorherigen Ausführungsformen der Erfindung offenbart. Ferner können beide Ventile zu einem 4/3-Wegeventil zusammengefasst werden, sofern eine gewisse Menge an Leckage zu tolerieren ist.
In 7 ist eine Abwandlung der Mengenreduziervorrichtung 100 gezeigt. Die hier gezeigte Abwandlung zweit eine Ventilanordnung 200 bzw. einer Mengenreduziervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform. Gleichwohl können die im Folgenden beschriebenen Abwandlungen und Weiterbildungen jedoch auch auf alle anderen Ausführungsformen übertragen werden. Hier ist die zweite Drosselanordnung B3 in der Ventilanordnung 200 als eine einstellbare Drossel B7 mit Umgehungsrückschlagventil ausgeführt. Mithin wird eine hydraulikverbraucherseitige Druckerhöhung über die Drosselanordnung B3 vorbeigeleitet, wodurch eine Feineinstellung der Durchflussmenge möglich ist und gleichzeitig ein verlustarmes Rückfließen von Druckmittel ermöglicht wird. Zudem kann mit Hilfe des Rückschlagventils vermieden werden, dass ein hydraulikverbraucherseitiger Druckanstieg das erste Ventil 130 in die zweite Schaltstellung S132 schaltet. Ferner weist die erste Abzweigleitung A4 wie dargestellt eine erste einstellbare Abzweig-Drosselanordnung A6 zur Einstellung des Ersatz-Systemdrucks auf, der in der Entlastungsleitungsanordnung 120 vorliegt, und damit zur Einstellung der Geschwindigkeit bzw. der Auflösung. Ist die erste einstellbare Abzweig-Drosselanordnung A6 vollständig offen, ist der Druck in der Signaldruckentlastungsleitung 121 gleich dem Druck in der ersten Arbeitsleitung A zwischen der ersten Drosselanordnung A3 und dem ersten Hydroverbraucheranschluss A2. Dies entspricht unter Vernachlässigung etwaiger statischer und dynamischer Druckverluste dem niedrigsten Druck in der ersten Arbeitsleitung und resultiert in der geringstmöglichen Geschwindigkeit. Wird die erste Abzweig-Drosselanordnung A6 verengt, nimmt der Druck in der Signaldruckentlastungsleitung 121 zu und die Geschwindigkeit steigt an.
Die Kombination der beiden gezeigten Drosselanordnungen A6, B7 ermöglichen zudem, dass die Ventilanordnung 200 in einem exakt definierten Druckfenster der Drücke in der ersten Arbeitsleitung A und der zweiten Arbeitsleitung B betrieben werden kann. Auch wenn die beiden Drosselanordnungen A6, B7 hier in Kombination gezeigt werden, ist auch das Vorhandensein lediglich einer der beiden Drosselanordnungen A6, B7 denkbar. Gleichwohl schließt die Erfindung mit ein, die beschriebenen Drosselanordnungen zusätzlich oder ersatzweise in der jeweils anderen Arbeitsleitung oder Abzweigleitung vorzusehen.
In 8 ist eine Hydraulikkomponente 300 mit einer Mengenreduzier-Vorrichtung 100 als Bauteilverbund gezeigt. Die funktionale Trennung der Hydraulikkomponente 300 und der Mengenreduzier-Vorrichtung 100 ist dabei gut erkennbar. Auch ist gut ersichtlich, wie einfach eine Aufrüstung eine herkömmlichen Hydraulikkomponente 300 mit einer erfindungsgemäßen Mengenreduzier-Vorrichtung 100 erfolgen kann. Die in 8 abgebildete Mengenreduzier-Vorrichtung 100 entspricht jener der ersten Ausführungsform, wie in den 1A-1C gezeigt. Selbstverständlich können jedoch auch andere Ausführungsformen und andere Ausführungsbeispiele ebenso mit der Hydraulikkomponente 300 verbunden werden.
Die Hydraulikkomponente 300 weist in beispielhaft einen Proportional-Wegschieber 310 auf, der über einen als Druckwaage ausgebildeten Zulaufregler 320 mit Druckmittel beaufschlagt wird und das Druckmittel proportional zu der Auslenkung des Proportional-Wegschiebers 310 an die Arbeitsleitungen A bzw. B überträgt. An der Schnittstelle des Proportional-Wegschiebers 310 zu der Mengenreduzier-Vorrichtung 100 werden die Arbeitsleitungen A, B beider Bauteile jeweils über den zugehörigen ersten Wegschieber-Anschluss A1 und den zweiten Wegschieberanschluss B1 miteinander verbunden. Die Signaldruckentlastungsleitung 121 der Entlastungsleitungsanordnung 120 aus der Mengenreduzier-Vorrichtung 100 ist im zusammengebauten Zustand mit der LS-Leitungsanordnung 330 der Hydraulikkomponente 300 verbunden. Die LS-Leitungsanordnung 330 ist ferner mit dem Zulaufregler 320 zur Einregelung der Druckmittelmenge in bekannter Weise verbunden.
Für den Fall, dass die Mengenreduzier-Vorrichtung 100 weder die erste Abzweigleitung A4 noch die zweite Abzweigleitung B4 mit der Signaldruckentlastungsleitung 121 verbindet, also keinen Druck aus der LS-Leitungsanordnung 330 entlastet wird, entspricht der Druck der LS-Leitungsanordnung 330 dem lastabhängigen und in den Arbeitsleitungen A, B vorliegenden höchsten Druck. Bei einer Entlastung über die Signaldruckentlastungsleitung 121 führt der somit reduzierte Signaldruck in der LS-Leitungsanordnung 330 zu einer Mengenbegrenzung am Zulaufregler 320, und mithin zu einer reduzierten Geschwindigkeit.
Die in 9 abgebildete Hydraulikkomponente 300 entspricht weitgehend der Hydraulikkomponente 300 aus 8, mit dem Unterschied, dass hier auf den Proportional-Wegschieber 310 eine Mengenreduzier-Vorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform montiert ist. Demzufolge sind nun die erste Signalleitung A50 und die zweite Signalleitung B50 der Mengenreduzier-Vorrichtung 100 an den jeweils zugehörigen ersten Magnetschalter A51 und den zweiten Magnetschalter B51 am Proportional-Wegschieber 310 angeschlossen. Somit wird das erste Ventil 130 nicht druckabhängig geschaltet, sondern folgt der Auslenkung des Proportional-Wegeschiebers 310, indem beispielsweise ein Ansteuersignal für den ersten Magnetschalter A51 und/ oder für den zweiten Magnetschalter B51 des Proportional-Wegschiebers abgegriffen und über die erste bzw. zweite Signalleitung A50, B50 an das erste Ventil 130 weitergegeben wird. Somit ist das erste Ventil 130 immer in der korrekten Schaltstellung, sofern über den Proportional-Wegschieber 310 die erste oder die zweite Arbeitsleitung A, B mit Druckmittel beaufschlagt werden.
Die in 10 abgebildete Hydraulikkomponente 300 entspricht weitgehend der Hydraulikkomponente 300 aus 8, mit dem Unterschied, dass hier auf den Proportional-Wegschieber 310 eine Mengenreduzier-Vorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform montiert ist. Die erste Signaldruckentlastungsleitung 121 ist mit einer ersten LS-Leitung 331 der LS-Leitungsanordnung 330 verbunden. Ebenso ist die zweite Signaldruckentlastungsleitung 122 mit einer zweiten LS-Leitung 332 der LS-Leitungsanordnung 330 verbunden. Je nach Schaltstellung des Proportional-Wegschiebers 310 wird entweder die erste LS-Leitung 331 oder die zweite LS-Leitung 332 mit dem Zulaufregler 320 verbunden. Die jeweils nicht verbundene LS-Leitung bleibt gesperrt. Die erste Signaldruckentlastungsleitung 121 und die zweite Signaldruckentlastungsleitung 122 werden zudem von entsprechend dem ersten Ventil 130 und dem zweiten Ventil 140 gesperrt oder freigegeben. Um also einen Ersatz-Systemdruck aus einer bestimmten Abzweigleitung an den Zulaufregler 320 zu übertragen, muss der Proportional-Wegschieber 310 zur Freigabe der zugehörigen Signaldruckentlastungsleitung in die entsprechende Freigabeposition gebracht und zudem das zugehörige Ventil der Ventilanordnung 200 in die Durchlassstellung geschaltet werden. Um beispielsweise Druckmittel über die erste Abzweigleitung A4 in die erste Arbeitsleistung A abfließen zu lassen, ist der Proportional-Wegschieber 310 in die erste Schieberstellung a zu bringen und das erste Ventil 130 in die Durchlassstellung S131 zu schalten. Hierbei ist nunmehr der Zulaufregler 320 nur über die erste LS-Leitung 331 mit der ersten Signaldruckentlastungsleitung 121 verbunden, wobei die zweite LS-Leitung 332 vollständig gesperrt und nicht mit dem Zulaufregler 320 verbunden ist.
Analog muss, um Druckmittel über die zweite Abzweigleitung B4 in die zweite Arbeitsleitung B abfließen zu lassen, der Proportional-Wegschieber 310 in die zweite Schieberstellung b gebracht und das zweite Ventil 140 in die Durchlassstellung S141 geschaltet werden. Hierbei ist es unerheblich, ob das erste Ventil 130 in der Durchlassstellung S131 geschaltet ist, das die erste LS-Leitung 331 schieberseitig am Proportional-Wegschieber 310 gesperrt ist und keine Verbindung zum Zulaufregler 320 hat.
11 veranschaulicht diese erfindungsgemäße Geschwindigkeitsvariation mit Hilfe eines Diagramms. Dabei ist die Durchflussfördermenge Q an Hydraulikfluid am Zulaufregler 320 in Abhängigkeit der Auflösung abgebildet, wobei der Begriff Auflösung je nach angeschlossenem Hydraulikverbraucher als Geschwindigkeit, Hubauslenkung oder dergleichen verstanden werden kann. Ist die Mengenreduzier-Vorrichtung 100 nicht geschaltet, erfolgt keine Entlastung des Drucks in der LS-Leitungsanordnung 330 über die Signaldruckentlastungsleitung 121, 122. Dies entspricht der höheren Geschwindigkeit. In der geschalteten Position der Mengenreduzier-Vorrichtung 100 wird hingegen für die gleiche Auflösung eine geringere Fördermenge durch den Zulaufregler 320 bereitgestellt. Durch Beaufschlagen des Zulaufreglers 320 mit dem reduzierten LS-Druck kann demnach eine gleiche Auflösung bei geringerer Fördermenge Q erreicht werden, was wiederrum der zweiten Geschwindigkeit entspricht.
Bezugszeichenliste

a: erste Schieberstellung
A: erste Arbeitsleitung
A1: erster Hydroverbraucheranschluss
A2: erster Wegschieberanschluss
A3: erste Drosselanordnung
A4: erste Abzweigleitung
A5: erste Vorsteuerleitung
A6: erste einstellbare Abzweig-Drosselanordnung
A7: erste einstellbare Drosselanordnung
A50: erste Signalleitung
A51: erster Magnetschalter
b: erste Schieberstellung
B: zweite Arbeitsleitung
B1: zweiter Hydroverbraucheranschluss
B2: zweiter Wegschieberanschluss
B3: zweite Drosselanordnung
B4: zweite Abzweigleitung
B5: zweite Vorsteuerleitung
B7: zweite einstellbare Drosselanordnung
B50: zweite Signalleitung
B52: zweiter Magnetschalter
S130: Neutralstellung des ersten Ventils
S131: erste Schaltstellung des ersten Ventils
S132: zweite Schaltstellung des ersten Ventils
S141: Durchlassstellung des zweiten Ventils
S142: Absperrstellung des zweiten Ventils
100: Mengenreduzier-Vorrichtung
120: Entlastungsleitungsanordnung
121: erste Signaldruckentlastungsleitung
122: zweite Signaldruckentlastungsleitung
130: erstes Ventil
133: Sperrkörper
135: Rückschlagventil
140: zweites Ventil
200: Ventilanordnung
300: Hydraulikkomponente
310: Proportional-Wegschieber
320: Zulaufregler
330: LS-Leitungsanordnung
331: erste LS-Leitung
332: zweite LS-Leitung

Claims

Mengenreduzier-Vorrichtung (100) für eine Hydraulikkomponente (300) mit einer ersten mit Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitsleitung (A), einer zweiten mit Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitsleitung (B), einer Entlastungsleitungsanordnung (120), und einer Ventilanordnung (200) mit wenigstens einem ersten Ventil (130), wobei die erste Arbeitsleitung (A) einen ersten Hydroverbraucheranschluss (A1) und einen ersten Wegschieberanschluss (A2) aufweist, wobei die zweite Arbeitsleitung (B) einen zweiten Hydroverbraucheranschluss (B1) und einen zweiten Wegschieberanschluss (B2) aufweist; wobei die Ventilanordnung (200) mit der Entlastungsleitungsanordnung (120) verbunden ist und das wenigstens eine erste Ventil (130) wenigstens in ein erste und zweite Schaltstellung (S131, S132;) schaltbar ist, sodass die Ventilanordnung (200) wahlweise die Entlastungsleitungsanordnung (120) absperrt, oder die Entlastungsleitungsanordnung (120) über eine erste Abzweigleitung (A4) nur mit der ersten Arbeitsleitung (A) verbindet, sodass die Entlastungsleitungsanordnung (120) über die erste Abzweigleitung (A4) in die erste Arbeitsleitung A entlastet ist.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (200) ein zweites Ventil (140) aufweist, wobei das zweite Ventil (140) wenigstens in einer erste und zweite Schaltstellung (S141, S142) schaltbar ist, sodass die Ventilanordnung (200) wahlweise die Entlastungsleitungsanordnung (120) absperrt, oder die Entlastungsleitungsanordnung (120) über die erste Abzweigleitung (A4) nur mit der ersten Arbeitsleitung (A) oder über eine zweite Abzweigleitung (B4) nur mit der zweiten Arbeitsleitung (B) verbindet.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsleitungsanordnung (120) eine erste Signaldruckentlastungsleitung (121) aufweist, und das erste Ventil (130) und das zweite Ventil (140) in der ersten Signaldruckentlastungsleitung (121) in Reihe angeordnet sind, wobei das erste Ventil (130) die erste Signaldruckentlastungsleitung (121) in einer ersten Schaltstellung (S131) über die erste Abzweigleitung (A4) mit der ersten Arbeitsleitung (A) und in einer zweiten Schaltstellung (S132) über die zweite Abzweigleitung (B4) mit der zweiten Arbeitsleitung (B) verbindet, und wobei das zweite Ventil (140) zwischen einer Durchlassstellung (S141) und einer Absperrstellung (S142) schaltbar ist.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (130) bei einer Beaufschlagung der ersten Arbeitsleitung (A) mit Druckmittel druckabhängig in die erste Schaltstellung (S131) schaltet und bei einer Beaufschlagung der zweiten Arbeitsleitung (B) mit Druckmittel druckabhängig in die zweite Schaltstellung (S132) schaltet.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (130) ein Wegschieberventil ist, wobei eine erste Vorsteuerleitung (A5) aus der ersten Abzweigleitung (A4) abzweigt und das erste Ventil (130) in die erste Schaltstellung (S131) vorsteuert, und wobei eine zweite Vorsteuerleitung (B5) aus der zweiten Abzweigleitung (B4) abzweigt und das erste Ventil (130) in die zweite Schaltstellung (S132) vorsteuert.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (130) ein Wegschieberventil ist, wobei eine erste Signalleitung (A50) das erste Ventil (130) in die erste Schaltstellung (S131) schaltet, und wobei eine zweite Signalleitung (B50) das erste Ventil (130) in die zweite Schaltstellung (S132) schaltet, wobei die erste Signalleitung (A50) oder die zweite Signalleitung (B50) in Abhängigkeit der Schaltstellung eines Proportional-Wegschiebers (310) der Hydraulikkomponente (300) ein Schaltsignal an das erste Ventil (130) übertragen.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (130) ein 3/3-Wegschieber ist, wobei der 3/3-Wegschieber beidseitig federvorgespannt ist, sodass der 3/3-Wegschieber im ungeschalteten Zustand in einer Neutralstellung (S130) ist.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (200) ein Rückschlagventil (135) zwischen dem ersten Ventil (130) und dem zweiten Ventil (140) aufweist, sodass Druckmittel nicht vom ersten Ventil (130) zum zweiten Ventil (140) strömen kann.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (130) ein Wechselventil ist.
Mengenreduzier-Vorrichtung (130) nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (140) einen Federelement und einen Elektromagneten aufweist, wobei das Federelement in Richtung der Durchlassstellung (S141) wirkt und der Elektromagnet bei Bestromung das zweite Ventil (140) in Absperrstellung (S142) entgegen der Federkraft des Federelements schaltet, wobei das zweite Ventil (140) insbesondere ein Sitzventil ist.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsleitungsanordnung (120) eine erste Signaldruckentlastungsleitung (121) aufweist, wobei das erste Ventil (130) und das zweite Ventil (140) parallel in der ersten Signaldruckentlastungsleitung (121) angeordnet sind, wobei die erste Schaltstellung des ersten Ventils eine Durchlassstellung und die zweite Schaltstellung des ersten Ventils (130) eine Absperrstellung ist, wobei die erste Signaldruckentlastungsleitung (121) über die erste Abzweigleitung (A4) mit der ersten Arbeitsleitung (A) verbunden ist, wenn das erste Ventil (130) in die Durchlassstellung geschaltet ist, und wobei die erste Schaltstellung des zweiten Ventils (140) eine Durchlassstellung und die zweite Schaltstellung des zweiten Ventils (140) eine Absperrstellung ist, wobei die erste Signaldruckentlastungsleitung (121) über die zweite Abzweigleitung (B4) mit der zweiten Arbeitsleitung (B) verbunden ist, wenn das zweite Ventil (140) in die Durchlassstellung geschaltet ist.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wobei die Entlastungsleitungsanordnung (120) eine erste Signaldruckentlastungsleitung (121) und eine zweite Signaldruckentlastungsleitung (122) aufweist, wobei das erste Ventil (130) in der erste Signaldruckentlastungsleitung (121) angeordnet ist, und wobei die erste Schaltstellung des ersten Ventils (130) eine Durchlassstellung und die zweite Schaltstellung des ersten Ventils (103) eine Absperrstellung ist, wobei die erste Signaldruckentlastungsleitung (121) über die erste Abzweigleitung (A4) mit der ersten Arbeitsleitung (A) verbunden ist, wenn das erste Ventil (130) in die Durchlassstellung geschaltet ist, und wobei das zweite Ventil (140) in der zweiten Signaldruckentlastungsleitung (122) angeordnet ist, und wobei die erste Schaltstellung des zweiten Ventils (140) eine Durchlassstellung und die zweite Schaltstellung des zweiten Ventils (140) eine Absperrstellung ist, wobei die zweite Signaldruckentlastungsleitung (122) über die zweite Abzweigleitung (B4) mit der zweiten Arbeitsleitung (B) verbunden ist, wenn das zweite Ventil (140) in die Durchlassstellung geschaltet ist.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (130) einen Federelement und einen Elektromagneten aufweist, wobei das Federelement in Richtung der Durchlassstellung wirkt und der Elektromagnet bei Bestromung das ersten Ventil (130) in Absperrstellung entgegen der Federkraft des Federelements schaltet, wobei das erste Ventil (130) insbesondere ein Sitzventil ist.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (140) einen Federelement und einen Elektromagneten aufweist, wobei das Federelement in Richtung der Durchlassstellung (S141) wirkt und der Elektromagnet bei Bestromung das zweite Ventil (140) in Absperrstellung (S142) entgegen der Federkraft des Federelements schaltet, wobei das zweite Ventil (140) insbesondere ein Sitzventil ist.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach einem vorherigen Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Abzweigleitung (A4) ein Rückschlagventil (135) angeordnet ist, und/ oder dass in der zweiten Abzweigleitung (A5) ein Rückschlageventil (135) angeordnet ist.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Arbeitsleitung (A) eine erste Drosselanordnung (A3) aufweist, wobei die erste Drosselanordnung (A3) zwischen dem ersten Wegschieberanschluss (A1) und der ersten Abzweigleitung (A4) angeordnet ist.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Arbeitsleitung (B) eine zweite Drosselanordnung (B3) aufweist, wobei die zweite Drosselanordnung (B3) zwischen dem zweiten Wegschieberanschluss (B1) und der zweiten Abzweigleitung (B4) angeordnet ist.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Drosselanordnung (A3; B3) eine Drossel (B7) mit Umgehungsrückschlagventil aufweist, wobei die Drossel (B7) insbesondere eine einstellbare Drossel ist.
Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten und/oder der zweiten Abzweigleitung (A4; B4) eine einstellbare Abzweig-Drosselanordnung (A6) angeordnet ist.
Hydraulikkomponente (300) mit einer Mengenreduzier-Vorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem Proportional-Wegschieber (310), der ausgebildet ist, die erste und zweite Arbeitsleitungen (A; B) der Mengenreduzier-Vorrichtung (100) proportional zur Auslenkung mit Druckmittel zu beaufschlagen, einem Zulaufregler (320) zur Regelung des Volumenstroms an Druckmittel, und wenigsten einer mit Lastdruck beaufschlagbaren LS-Leitungsanordnung (330), wobei die LS-Leitungsanordnung (330) dem Zulaufregler (320) den abgegriffenen Lastdruck meldet, und wobei die LS-Leitungsanordnung (330) mit der Entlastungsleitungsanordnung (120) verbunden ist.
Hydraulikkomponente (300) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die LS-Leitungsanordnung (330) eine erste LS-Leitung (331) und eine zweite LS-Leitung (332) aufweist, wobei die erste LS-Leitung (331) mit der ersten Signaldruckentlastungsleitung (121) und die zweite LS-Leitung (332) mit der zweiten Signaldruckentlastungsleitung (122) verbunden ist, und wobei der Proportional-Wegschieber (310) ausgebildet ist, die zweite LS-Leitung (332) abzusperren, wenn die erste Arbeitsleitung (A) mit Druckmittel beaufschlagt ist und die erste LS-Leitung (331) abzusperren, wenn die zweite Arbeitsleitung (B) mit Druckmittel beaufschlagt ist.