DE2341892A1 - Hydraulische servoanlage mit zwei pumpen und mehreren hydromotoren - Google Patents

Description

Firma EATON GmbH, 562 Velbert/Rhld., Heidestraße 71

"Hydraulische Servoanlage mit zwei Pumpen und mehreren Hydromotoreil

Zusatz zu DBP 2 158 87Ο

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Servoanlage mit zwei Pumpen und mehreren über Wegeventile gesteuerten Hydromotoren als Verbraucher, z.B. solchen für die Verstellung des Hubmastes eines Hubladers, wobei der Förderstrom der ersten Pumpe über einen Ringkanal am Steuerschieber eines Schaltventils, das in einer von der zweiten Pumpe kommenden Verbraucherleitung angeordnet ist, bis zu einer vorbestimmten Durchflußmenge der zweiten Pumpe zum Hydraulikbehälter zurückfließt und wobei der vom Förderstrom der zweiten Pumpe im Verstellsinn zur Vereinigung der beiden Pumpenströme beaufschlagte Steuerschieber des Sehaltventils bei überschreiten der vorbestimmten Durchflußmenge den Rückfluß der ersten Pumpe zum Behälter unterbricht, wobei das Schaltventil einem einzigen bestimmten Verbraucher zugeordnet ist, ferner die Druckseiten der beiden Pumpen durch eine Verbindungsleitung über ein Rückschlagventil miteinander verbunden sind, über das sich

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der Förderstrom der ersten Pumpe mit demjenigen der zweiten Pumpe beim Schließen des Ringkanals des Schaltventils vereinigt, in der über das Sehaltventil zum bestimmten Verbraucher führenden Leitung stromab der Stelle, an der sich die Förderströme der beiden Pumpen vereinigen, aber stromauf des Schaltventils das dem bestimmten Verbraucher zugeordnete Wegeventil angeordnet ist, dem die Wegeventile für die anderen Verbraucher in einem allen Wegeventilen gemeinsamen Ventilblock parallel geschaltet sind und der Steuerschieber des Schaltventils einen federbelasteten, zum bestimmten Verbraucher hin öffnenden Drosselschieber aufweist, nach Patent 2 158 870.

Mit einer derartigen Servoanlage ist es möglich, bei mobilen Arbeitsmaschinen, wie Hubladern, einerseits zürn schnellen Ausfahren eines Teiles, z.B. eines Hubmastes, eine große Fördermenge zur Verfügung zu stellen, andererseits aber auch weitere Hydromotoren, z.B. für die Neigung des Hubmastes mit geringer Fördermenge ohne Verwendung nachteiliger Schaltmittel , wie Drosseln oder Mengenbegrenzungsventile zu versorgen.

Um dem in dem Steuerschieber angeordneten federbelasteten Drosselschieber mittels auf dessen Drosselblende wirkender Fördermenge der zweiten Pumpe eine ausreichende Verstellkraft mitteilen zu können, ist es günstig, diese Drosselblende möglichst gering zu dimensionieren. Diese Möglichkeit ist jedoch dadurch begrenzt, daß zur Erzielung einer ausreichenden Rückstromgeschwindigkeit des Druckmittels von dem Verbraucher mit großem Druckmittelverbrauch,

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z.B. für eine praxisgerechte Senkgeschwindigkeit eines dem Schaltventil nachgeordneten Zylinderkolbens, die Drosselblende nicht zu gering dimensioniert werden kann. Dies bedeutet wiederum, daß die Fördermenge der zweiten Pumpe dem jeweiligen Anwendungsfall am besten entsprechend nicht beliebig gering gehalten werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, welche die freie Wählbarkeit der Fördermenge der zweiten Pumpe ermöglicht, d.h. auch eine sehr gering bemessene Fördermenge und damit entsprechend geringe Dimensionierung dieser zweiten Pumpe zuläßt, ohne den Rückstrom des Druckmittels von dem betreffenden Verbraucher mit großem Druckmittelverbrauch unzulässig zu verlangsamen.

Bei einer Servoanlage der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Drosselschieber mindestens eine der eigentlichen Drosselblende desselben gegenüber kleiner bemessene, freibleibende Durchtrittsöffnung aufweist und die Drosselblende mit einem Kugeldichtsitz versehen ist, dem stromab eine lose Kugel zugeordnet ist.

Diese Ausbildung schafft die Möglichkeit, die in der einen Durchströmungsrichtung erwünschte große Drosselwirkung schon bei sehr gering bemessener Fördermenge der zweiten Pumpe zum Zwecke des Umschaltens des Steuerschiebers erzielen zu können, während in der anderen Durchströmungsrichtung, d.h. beim Rückfluß des Druckmittel? vom Verbraucher mit großem Druckmittelverbrauch die große Drossel-

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wirkung durch Abheben der Kugel vom Kugeldichtsitζ der Drosselblende aufgehoben wird.

Es empfiehlt sich, die Kugel in dem Steuerschieber mittels eines Durchbrüche und einen Kugelfcentriersitz aufweisenden Halters stromab der Drosselblende lose zu halten.

Dabei kann der Halter im Steuerschieber mittels einer in diesem ausgebildeten Schulter und eines Sicherungsringes festgelegt sein.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. InGieser zeigt

Fig. 1 eine hydraulische Servoanlage gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung mit längsgeschnittenem Schaltventil, letzteres in Ruhestellung bzw. in Rückstrom-Arbeitsstellung,

Fig. 2 die Anlage gemäß Fig. 1 in Arbeitsstellung für die Betätigung eines Verbrauchers mittels der zweiten Pumpe und

Fig. 3 die Anlage entsprechend Fig. 1 und 2 in Arbeitsstellung für die Betätigung eines Verbrauchers mit zugeschalteter erster Pumpe.

Der dem Hauptpatent entsprechende Teil der in den Fig. 1 bis 3 wiedergegebenen Servoanlage besteht im wesentlichen aus den von einer Brennkraftmaschine 1 getriebenen Pumpen 2 und 3, die ihren Druckmittelbedarf über Saugleitungen 4 und 5 aus einem Hydraulikbehälter

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6 decken. Eine Verbindungsleitung 7 weist zwischen den Pumpen 2 und 3 ein in Nutzstromrichtung öffnendes Rückschlagventil 8 auf. Diese Verbindungsleitung setzt sich einerseits in einer Leitung 9 zu einem Ventilblock 10 fort und führt andererseits zu einem Zulaufanschluß 11 eines Schaltventils 12. Ein Ablaufanschluß 13 des Schaltventils 12 ist über eine Leitung Ik mit einem Rücklaufanschluß 15 des Ventilblocks 10 verbunden, dessen Rücklaufleitung 16 wieder in den Behälter 6 mündet.

Der Ventilblock 10 enthält u.a. ein Wegeventil 17, dessen Einfacharbeitsanschluß 18 über eine Leitung 19 unter Zwischenschaltung des Schaltventils 12 mit einem als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildeten Verbraucher 20 zum Heben bzw. Senken eines Hubmastes eines Hubladers in Verbindung steht. Der Ventilblock 10 enthält ferner ein Wegeventil 21 mit Zweifacharbeitsanschlüssen 22 für die Betätigung nicht weiter dargestellter Hydromotoren zum Neigen des Hubmastes. Das in den Pig. I bis 3 gezeigte Wegeventil 21 steht vertretend da für ggf. mehrere gleichartige Wegeventile zur Betätigung von Anbaugeräten. Das Schaltventil 12 besteht aus einem den bereits erwähnten Zulaufanschluß 11 und den ebenfalls bereits erwähnten Ablaufanschluß 13 aufweisenden Gehäuse 23 unter Einfügungen von Dichtungen 26, 27, in nicht dargestellter Weise verschraubten Anschlußdeckeln 24 und 25 sowie aus einem in einer Innenbohrung des Gehäuses 23 verschiebbaren, durch eine Rückstellfeder 28 belasteten Steuerschieber 29, der außen mit einem Ringkanal 30 und innen mit einem Durchtrittsraum 31 versehen ist und der in seiner Innenbohrung einen von sehem Dichtsitz 32 aus verschiebbaren,

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von einem Sicherungsring 33 und einer Scheibe 34 gehaltenen und durch eine Feder 35 vorgespannten Drosselschieber 36 mit sich verjüngender Drosselblende 37 und Durchtrittsöffnungen 38 enthält.

Die nunmehr neue Ausgestaltung dieser Anlage besteht darin, daß

der Drosselschieber 36 neben seiner sich verjüngenden Drosselkleiner blende 37 mindestens eine gegenüber der Drosselblende 37/bemessene Durchtrittsöffnung 39 enthält und die Drosselblende 37 einen Kugeldichtsitz 40 aufweist, vor dem mit einem Abstand eine Kugel in dem Steuerschieber 29 mittels eines Durchbrüche 42,43 und einen Kugelzentriersitz 44 aufweisenden Halters 45 lose gehalten ist. Der Halter 45 ist zwischen einer Schulter des Steuerschiebers und einem Sicherungsring 46 festgelegt.

Die Anlage arbeitet wie folgt: Nach Fig. 1 fördert bei laufender Brennkraftmaschine 1 und noch nicht erfolgter Betätigung des Wegeventils 17 bzw. des Wegeventils 21 die Pumpe 2 Druckmittel aus dem Behälter 6 über die Saugleitung 4 und über den ihr durch das Rückschlagventil 8 zugeordneten Teil der Verbindungsleitung 7 über die Leitung 9 zum Wegeventilblock 10, über dessen Neutralumlaufwege das Druckmittel über die Rücklaufleitung 16 wieder dem Behälter zufließt, während zugleich die Pumpe 3 über die Saugleitung 5 Druckmittel aus dem Behälter 6 fördert, das über den anderen Teil der Verbindungsleitung 7 das Schaltventil 12 Über den Zulaufanschluß 11, über den Ringkanal 30 und über den Ablaufanschluß 13 passiert und gleichfalls dem Behälter 6 über die Leitung 14 und über den Rücklaufanschluß 15 des Wegeventilblocks 10 durch Vereinigung der Rücklaufströme zugeführt wird.

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Die vorbeschriebene Stellung des Schaltventils 12 und damit die Abschaltung der Pumpe 3 bleiben erhalten, wenn das Wegeventil 21 oder weitere für andere Versorungsstellen in gleicher Weise angeschlossene Wegeventile betätigt werden, da hierbei kein die Stellung des Steuerschiebers 29 beeinflussendes Druckmittel das Schaltventil 12 in Längsrichtung durchfließt.

Das gleiche gilt zunächst auch dann, wenn, wie Fig. 2 zeigt, bei betätigtem Wegeventil 17 vom Arbeitsanschluß 18 her dem Verbraucher 20 über die Leitung 19 Druckmittel in äußerst gering gehaltener Menge zugeführt wird, weil, obwohl dann die Kugel ¹Il strömungsbedingt die Drosselblende 37 verschließt, diese Druckmittelmenge bis zur Erzeugung einer ausreichenden Verstellkraft für den Steuerschieber 29 allein über die Durchtrittsöffnung 39 fließt.

Die in der Fig. 3 dargestellte Umschaltung des Schaltventils 12 wird bewirkt durch eine aus der Pumpe 2 resultierende gesteigerte Durchflußmenge in Richtung auf den Verbraucher 20 bei noch/gegen den Dichtsitz 32 gesetztem Drosselschieber 36 und weiterhin durch die Kugel kl verschlossener Drosselblende 37, da nunmehr eine größere Verstellkraft den Steuerschieber 29 gegen die Kraft der Rückstellfeder 28 aus der durch den Anschlußdeckel 2k begrenzten Lage in die durch den Anschlußdeckel 25 begrenzte Lage, verschiebt. Die hiermit am Zulaufanschluß 11 gegenüber dem Behälter 6 erfolgte Absperrung der Pumpe 3 bewirkt jetzt deren Nutzförderung über das Rückschlagventil 8, wonach der Drosselschieber 36 mengenbedingt gegen die Kraft der Feder 35 ausweicht und so der Anteil der Fördermenge, der das Durchleitungsvermögen der Durchtrittsöffnung 39

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übersteigt, über den Durchtrittsraum 31 und über die Durchtrittsöffnungen 38 geleitet wird, wodurch eine unzulässige Zunahme des
Drosselwiderstandes ausgeschlossen ist.

Bei einer nachfolgenden bestimmten Fördermengenreduzierung stellen die auf den Steuerschieber 29 und auf den Drosselschieber 36 einwirkenden Rückstellkräfte wieder die mit Fig. 2 dargelegte Betriebssituation her.

Eine Absperrung oder ein Rücklauf des Druckmittels bewirkt, daß
die Kugel 41 wieder gemäß Fig. 1 von dem Kugelzentriersitz 44 des Halters 45 aufgenommen wird, wodurch die Drosselblende 37 freigeschaltet ist.

Der bei dem Absenken des Kolbens des Verbrauchers 20 entstehende
Rückstrom des Druckmittels ist bei zweckentsprechender Ausbildung der sich verjüngenden Drosselblende 37 des Drosselschiebers 36 in nur geringem Maße, d.h. in an die maschinellen Erfordernisse angepaßter Weise, gedrosselt.

Ansprüche :

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Claims (3)

1. Ansprüche :

   /!.Hydraulische Servoanlage mit zwei Pumpen und mehreren, über Wegeventile gesteuerten Hydromotoren als Verbraucher, zum Beispiel solchen für die Verstellung des Hubmaetes eines Hubladers,wobei der Pörderstrom der ersten Pumpe über einen Ringkanal am Steuerschieber eines Schaltventils, das in einer von der zweiten Pumpe kommenden Verbraucherleitung angeordnet ist, bis zu einer vorbestimmten Durchflußmenge der zweiten Pumpe zum Hydraulikbehälter zurückfließt und wobei der vom Pörderstrom der zweiten Pumpe im Verstellsinn zur Vereinigung der beiden Pumpenströme beaufschlagte Steuerschieber des Schaltventils bei überschreiten der vorbestimmten Durchflußmenge den Rückfluß der ersten Pumpe zum Behälter unterbricht, das Schaltventil einem einzigen bestimmten Verbraucher zugeordnet ist, ferner die Druckseiten der beiden Pumpen durch eine Verbindungsleitung über ein Rückschlagventil miteinander verbunden sind, über das sich der Pörderstrom der ersten Pumpe mit demjenigen der zweiten Pumpe beim Schließen des Ringkanals des Schaltventils vereinigt,in der über das Schaltventil zum bestimmten Verbraucher führenden Leitung stromab der Stelle, an der sich die Pörderströme der beiden Pumpen vereinigen, aber stromauf des Schaltventils das dem bestimmten Verbraucher zugeordnete Wegeventil angeordnet ist, dem die Wegeventile für die anderen Verbraucher in einem allen Wegeventilen gemeinsamen Ventilblock parallel geschaltet sind und wobei der Steuerschieber des Schaltventils einen federbelasteten, zum bestimmten Verbraucher hin öffnenden Drosselschieber aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselschieber (36) mindestens eine der eigentlichen Drosselblende (37) desselben gegenüber kleiner bemessene, freibleibende Durchtrittsöff-

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   nung (39) aufweist und die Drosselblende mit einem Kugeldichtsitz versehen ist, dem stromab eine lose Kugel (41) zugeordnet ist.
2. 2. Servoanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (41) in dem Steuerschieber (29) mittels eines Durchbrüche (42,43) und einen Kugelzentriersitz aufweisenden Halters (45) stromab der Drosselblende (37) lose gehaltenest.
3. 3. Servoanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (45) im Steuerschieber (29) mittels einer in diesem ausgebildeten Schulter und eines Sicherungsringes (46) festgelegt ist.

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