DE3635969A1

DE3635969A1 - Valve arrangement for lowering a load acting on a hydraulic cylinder

Info

Publication number: DE3635969A1
Application number: DE19863635969
Authority: DE
Inventors: Kurt Heidrich
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1986-10-22
Filing date: 1986-10-22
Publication date: 1988-04-28

Abstract

The volume of fluid medium displaced by the cylinder piston during the lowering of a load acting on a hydraulic cylinder is returned into the enlarging cylinder space via the directional control valve and an opening non-return valve. The discharge to the tank is prevented via preloading of a non-return valve arranged in the tank line. Thus the lowering speed can be increased and energy saved.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zum Ab senken einer an einem hydraulischen Zylinder angreifen den Last gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a valve arrangement for Ab lower one to attack a hydraulic cylinder the load according to the preamble of claim 1.

Über das Wegeventil wird einer der Zylinderräume mit der Druckmittelquelle und der andere Zylinderraum mit dem Tank verbunden, so daß die Kolbenstange des Zylin ders ein- oder ausfährt, wobei die jeweils verdrängte Flüssigkeitsmenge über das Wegeventil zum Tank strömt. Häufig wird ein schnelles Einfahren der Kolbenstange gewünscht, wenn an dem Zylinder eine äußere Kraft angreift. Dies trifft insbesondere bei Baumaschinen zu, wie bei Löffelbaggern, bei denen die Schaufel im vollen oder leeren Zustand abgesenkt werden soll. Dabei wirkt auf die Kolbenstange des Zylinders das Schaufelgewicht.One of the cylinder rooms is connected via the directional valve the pressure medium source and the other cylinder space with connected to the tank so that the piston rod of the Zylin retracts or extends, with the displaced The amount of liquid flows through the directional control valve to the tank. Rapid retraction of the piston rod is common desired if there is an external force on the cylinder attacks. This is particularly true for construction machines as with backhoe excavators where the bucket in full or empty state should be lowered. This affects the piston rod of the cylinder Bucket weight.

Abgesehen von der Betriebssicherheit bestimmt sich die maximale Senkgeschwindigkeit durch die Strömungs mittelmenge, die beim Absenken in den sich vergrößern den Zylinderraum einströmen kann, da ein Voreilen des Zylinders vermieden werden muß. Es ist deshalb üblicherweise im Druckmittelweg zum Tank für die ver drängte Flüssigkeit eine Drossel vorgesehen, deren Querschnitt so gewählt ist, daß bei maximalem Schaufel gewicht eine bestimmte Senkgeschwindigkeit nicht über schritten wird. Dies bedeutet aber, daß bei leerer Schaufel von der Druckmittelquelle her Druckmittel in den sich vergrößernden Zylinderraum eingespeist werden muß, um überhaupt eine Senkbewegung auszuführen. Apart from operational safety, it is determined the maximum rate of descent through the flow amount of medium that increases when lowering into the can flow into the cylinder space because of an advance of the cylinder must be avoided. That is why usually in the pressure medium path to the tank for the ver urged liquid provided a throttle, the Cross section is chosen so that at maximum blade do not overweight a certain lowering speed is taken. But this means that when empty Bucket from the pressure medium source in be fed into the enlarging cylinder space in order to make a lowering movement at all.

Ferner ist die maximale Senkgeschwindigkeit für den Zylinder bei Verwendung einer derartigen Drossel stelle einerseits durch die von der Pumpe gelieferte Strömungsmittelmenge und der Zylindergröße bzw. bei einem einfach wirkenden Zylinder vom Flächenverhältnis des Kolbens bestimmt. Die Senkgeschwindigkeit ist also dadurch begrenzt, wie schnell der sich vergrö ßernde Zylinderraum nachgefüllt werden kann.Furthermore, the maximum lowering speed for the Cylinder when using such a throttle place on the one hand by the one supplied by the pump Amount of fluid and the cylinder size or at a single-acting cylinder with the area ratio of the piston. The lowering speed is thus limited by how quickly it grows ßer cylinder room can be refilled.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventil anordnung der eingangs geschilderten Gattung so aus zubilden, daß die Senkgeschwindigkeit des Zylinders vergrößert und Energie eingespart werden kann.The invention has for its object a valve arrangement of the genus described above form that the lowering speed of the cylinder can be enlarged and energy saved.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kenn zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.The object is according to the in the kenn drawing part of claim 1 Features solved.

Für das sich in der Senkstellung des Wegeventils öff nende Rückschlagventil kann das vom Kolben aus den sich verkleinernden Zylinderraum verdrängte Strömungs mittel in den Zylinderraum auf der anderen Seite des Kolbens einströmen und ergänzt die von der Pumpe ge lieferte Strömungsmittelmenge. Dadurch läßt sich die Senkgeschwindigkeit gegenüber der bekannten Anordnung bei gleicher Pumpengröße und gleicher Zylindergröße verdoppeln. Um in dieser Senkstellung das Abfließen des Strömungsmittels zum Tank zu verhindern, ist das in der Tankleitung angeordnete Rückschlagventil vor gespannt. Hierzu reicht ein verhältnismäßig niedriger Druck aus.For which opens in the lowering position of the directional valve Check valve can do this from the piston shrinking cylinder space displaced flow medium into the cylinder space on the other side of the Inflow piston and complements the ge from the pump delivered amount of fluid. This allows the Lowering speed compared to the known arrangement with the same pump size and the same cylinder size double. To drain in this lowered position to prevent the flow of fluid to the tank is Check valve arranged in the tank line curious; excited. A relatively low is sufficient for this Print out.

Die bei der bekannten Anordnung vorgesehene Drossel entfällt. Vielmehr wird in der Senkstellung des Wege ventils über die Steuerkante des Ventilschiebers und die Feinsteuernuten das vom Zylinder verdrängte Strö mungsmittel gedrosselt, so daß über die Verstellung des Ventils im Bereich seiner Senkstellung die Senk geschwindigkeit einstellbar ist. Es ist also der Ventilschieber des Wegeventils für eine Ablaufsteuerung ausgelegt. Durch den vom Wegeventil einstellbaren Drosselquerschnitt für das verdrängte Strömungsmittel ergibt sich auch der Vorteil, daß bei kleiner Last, wenn die leere Schaufel eines Löffelbaggers abgesenkt werden soll, keinerlei Energie von der Pumpe her ge liefert werden muß. Es wird vielmehr die Eigenenergie der angehobenen Löffeleinrichtung voll ausgenutzt.The throttle provided in the known arrangement not applicable. Rather, the path is lowered valve over the control edge of the valve spool and the fine control grooves the flow displaced by the cylinder throttled so that about the adjustment the valve in the area of its lowering position speed is adjustable. So it's that Valve slide of the directional valve for a sequence control designed. Through the adjustable from the directional valve Throttle cross section for the displaced fluid there is also the advantage that at low loads, when the empty shovel of a backhoe is lowered no energy from the pump must be delivered. Rather, it becomes your own energy full use of the raised spoon device.

Von besonderem Vorteil ist es auch, daß keinerlei Änderungen in den Bedienungsfunktionen des Wegeventils erforderlich sind. Soll nach dem Absenken die Schaufel die Funktion graben ausführen, so muß von der Pumpe Druck aufgebracht werden, so daß sich das Rückschlag ventil in der Verbindung zur Tankleitung sofort schließt und die Überströmleitung für das verdrängte Strömungs mittel geschlossen wird.It is also of particular advantage that none Changes in the operating functions of the directional valve required are. Should the shovel after lowering perform the digging function, it must be from the pump Pressure is applied so that the setback valve in the connection to the tank line closes immediately and the overflow line for the displaced flow medium is closed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert.An embodiment of the invention is as follows explained using the single figure of the drawing.

Eine Pumpe 10 liefert Strömungsmittel über eine Lei tung 11 zu einem Ventilblock 12, der aus mehreren Ventilen zum Betätigen der verschiedenen Zylinder und Antriebe eines Löffelbaggers aufweist. Es ist nur das Wegeventil 15 zur Betätigung des einfach wirkenden Zylinders 16 für den Löffelbagger dargestellt.A pump 10 supplies fluid via a line 11 to a valve block 12 which has a plurality of valves for actuating the various cylinders and drives of a backhoe. Only the directional control valve 15 for actuating the single-acting cylinder 16 for the backhoe is shown.

Das Wegeventil 15 ist vorgesteuert: Wird der Anschluß a mit Vorsteuerdruck beaufschlagt, so gerät das Ventil 15 in die Senkstellung. Wird der Anschluß b beaufschlagt, so gerät es in die Hubstellung. Dargestellt ist die Neutralstellung, in der die Pumpenleitung 11 unmittel bar über den Anschluß C mit einem Tank T verbunden ist. In der Hubstellung strömt Druckmittel über das Ventil 15 vom Anschluß P zum Anschluß A und das zum Anschluß B verdrängte Strömungsmittel fließt über das Ventil 15 zum Anschluß T und über ein sich öffnendes Rückschlag ventil 18 zum Tank.The directional control valve 15 is pilot-controlled: If port a is acted upon by pilot pressure, the valve 15 moves into the lowered position. If the connection b is acted upon, it goes into the lifting position. The neutral position is shown, in which the pump line 11 is connected directly to a tank T via the connection C. In the stroke position, pressure medium flows via valve 15 from port P to port A and the fluid displaced to port B flows through valve 15 to port T and an opening check valve 18 to the tank.

In der Senkstellung fließt Strömungsmittel vom An schluß P über das Ventil 15 zum Anschluß B und in den sich vergrößernden Zylinderraum 19. Das von dem sich verkleinernden Zylinderraum 20 verdrängte Strömungs mittel fließt über den Anschluß A und das Ventil 15 zum Anschluß T.In the lowered position, fluid flows from the circuit P to the valve 15 to the port B and into the enlarging cylinder chamber 19th The displaced from the shrinking cylinder chamber 20 flows medium through the port A and the valve 15 to the port T.

Das Rückschlagventil 18 ist mit einem niedrigen Druck vorgespannt, öffnet also erst beispielsweise bei einem Druck von 5 bar in der Leitung 21. In dieser Leitung ist ein sich zum Zylinderraum 19 hin öffnendes Rück schlagventil 22 vorgesehen. Die in der Senkstellung des Ventils 15 verdrängte Strömungsmittelmenge kann deshalb nicht über das Rückschlagventil 18 zum Tank abströmen, sondern fließt vielmehr über die Überström leitung 21 und das Rückschlagventil 22 zu dem sich vergrößernden Zylinderraum 19 und ergänzt dort die von der Pumpe gelieferte Strömungsmittelmenge. Auf diese Weise kann der Zylinder sehr rasch abgesenkt werden.The check valve 18 is biased at a low pressure, so it only opens, for example, at a pressure of 5 bar in the line 21 . In this line an opening to the cylinder chamber 19 back check valve 22 is provided. The amount of fluid displaced in the lowered position of the valve 15 can therefore not flow to the tank via the check valve 18 , but rather flows via the overflow line 21 and the check valve 22 to the enlarging cylinder chamber 19 and supplements the amount of fluid supplied by the pump. In this way, the cylinder can be lowered very quickly.

Die Senkgeschwindigkeit wird am Ventil 15 eingestellt, das für eine Ablaufsteuerung ausgelegt ist, wie durch die Drossel 23 dargestellt ist. In der Senkstellung läßt sich somit der Drosselquerschnitt bei 23 durch Einstellen des Ventils so verändern, daß die gewünschte Senkgeschwindigkeit erzielt wird.The lowering speed is set on the valve 15 , which is designed for sequence control, as represented by the throttle 23 . In the lowering position, the throttle cross section at 23 can thus be changed by adjusting the valve so that the desired lowering speed is achieved.

Die Vorspannung des Rückschlagventils 18 muß so groß sein, daß es in der Senkstellung des Ventils nicht vom Druck in der Überströmleitung 21 geöffnet werden kann. Ist das Absenken des Zylinders beendet und stützt sich der Löffel am Boden o.ä. ab, so sorgt die Pumpe 10 für den Druckaufbau im Zylinderraum 19, so daß das Rückschlagventil 22 sofort schließt.The preload of the check valve 18 must be so great that it cannot be opened by the pressure in the overflow line 21 in the lowered position of the valve. When the lowering of the cylinder is finished and the spoon is supported on the ground or similar. From, the pump 10 ensures the pressure build-up in the cylinder chamber 19 , so that the check valve 22 closes immediately.

Claims

1. Valve arrangement for lowering a load acting on a hydraulic cylinder, with a valve controlling the pressure medium paths between the cylinder and a pressure medium source or a tank, and with a throttle point in the pressure medium for the displaced when lowering from the piston of the cylinder into a tank line Fluid, characterized in that a non-return valve ( 18 ) is provided in the tank line, which is biased to generate a low dynamic pressure in the line ( 21 ) upstream of the non-return valve, which via a further non-return valve ( 22 ) with which when lowering enlarging cylinder space ( 19 ) of the cylinder ( 16 ) is connected.

2. Valve arrangement according to claim 1, characterized in that the throttle point for selecting the lowering speed in the directional control valve ( 15 ) is provided as a sequence control ( 23 ).