HYDRAULISCHE STEUERANORDNUNG MIT SENKBREMSVENTILEN

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steueranordnung zur Druckmittelversorgung zumindest eines Verbrauchers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Steueranordnung ist beispielsweise aus der US 5 138 838 A bekannt. Bei dieser Steueranordnung wird ein Verbraucher, beispielsweise ein Differen- tialzylinder über eine Ventileinrichtung mit Druckmittel versorgt, das von einer Pumpe bereitgestellt wird. Im Vorlauf zum und im Rücklauf vom Verbraucher, ist jeweils ein stetig verstellbares Wegeventil angeordnet. Die Wegeventile sind in Ihrer Neutralposition in eine Sperrstellung vorgespannt und lassen sich über Druckreduzierventile jeweils in eine Richtung verstellen, in der die Pumpe mit dem zugeordneten Druckraum und in eine andere Richtung, in der jeweils der zugeordnete Druckraum mit dem Tank verbunden ist. Bei dieser bekannten Steueranordnung kann durch geeignete Ansteuerung der beiden Wegeventile der Verbraucher mit einer so genannten Regenerationsschaltung betrieben werden. Dabei ist beispielsweise beim Ausfahren eines Zylinders der sich verkleinernde Ringraum über das zugeordnete Wegeventil mit dem Druckmittelzulauf zum sich vergrößernden Druckraum verbunden, so dass der Zylinder im Eilgang ausgefahren wird. Nachteilig bei der Regenerations-/Differentialschaltung ist jedoch, dass aufgrund der Einspannung des Verbrauchers (effektive Wirkfläche entspricht der Kolbenstangenfläche bei gleichen Drücken im Ringraum und im Zylinderraum) der Verbraucher nicht mit der maximalen Leistung betrieben werden kann.

Wird eine derartige Steueranordnung beispielsweise bei einem mobilen Arbeitsgerät, wie einem Baggerlader, einem Mini- und Kompaktbagger oder einem Telehandler eingesetzt, so ist die abrufbare Grableistung im Regenerationsmodus aufgrund der Einspannung des Verbrauchers relativ gering. Der Regenerationsmodus wird entsprechend bevorzugt beim Absenken der Ausrüstung des mobilen Arbeitsgerätes eingesetzt. Zum Betreiben des Verbrauchers mit hoher Leistung, beispielsweise beim Graben oder beim Anheben einer Last wird dann auf die Normalfunktion umgeschaltet, in der der sich vergrößernde Druckraum mit der Pumpe und der sich verkleinernde Druckraum mit dem Tank verbunden ist.

Um bei ziehender Last das Entstehen von Kavitationen im Druckmittelvorlauf zu vermeiden, kann im Rücklauf vom Verbraucher ein Senkbremsventil vorgesehen werden, wie es aus der DE 196 08 801 C2 oder aus dem Datenblatt VPSO-SEC-42; 04.52.12-X-99-Z der Firma OiI Control, einer Tochter der Anmelderin bekannt ist.

Ein derartiges Senkbremsventil besteht im Prinzip aus einem stetig verstellbaren Wegeventil, das über eine Feder in eine Rückschlagposition vorgespannt ist, in der eine Druckmittelströmung zum Verbraucher ermöglicht ist. Dieses Ventil ist in eine Öffnungsrichtung (ohne Rückschlagfunktion) durch den jeweiligen Druck im Vorlauf beaufschlagt, so dass Kavitationen im Vorlauf bei ziehender Last vermieden werden können. In der federvorgespannten Grundposition ist eine leckagefreie Abstützung des Verbrauchers bzw. der am Verbraucher angreifenden Last ermöglicht. Bei den bekannten Lösungen wirkt das Senkbremsventil gleichzeitig auch als Sekundärdruckbegrenzungsventil, über das der Druck im Ablauf auf einen Maximaldruck begrenzbar ist.

Bei einer derartigen Lösung sind somit die Senkbremsfunktion und die Sekundär- druckbegrenzungsfunktion in das Senkbremsventil integriert. Dies hat den Vorteil einer sehr kompakten Ausführung.

Bei bestimmen Bedingungen, beispielsweise bei einem Einfahren eines Zylinders ohne Last kann sich im Rücklauf ein vergleichsweise hohes Druckniveau einstellen, da das in das Senkbremsventil integrierte Druckbegrenzungsventil im Hinblick auf den bei ziehender Last auftretenden Rücklaufdruck ausgelegt und eingestellt ist. Des Weiteren hat das im eingangs genannten Stand der Technik beschriebene Senkbremsventil einen vergleichsweise komplexen Aufbau.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steueranordnung mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Steueranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß hat die hydraulische Steueranordnung zur Druckmittelversorgung zumindest eines Verbrauchers eine elektrische oder elektrohydraulisch verstellbare Ventileinrichtung, über die ein Vorlauf zum Verbraucher mit einer Pumpe und ein Rücklauf vom Verbraucher mit einem Tank verbindbar ist, wobei im jeweiligen Rücklauf ein Senkbremsventil angeordnet ist, das vom Druck im Vorlauf in seine Öffnungsstellung beaufschlagt ist. Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist parallel zum Senkbremsventil ein Sekundärdruckbegrenzungsventil vorgesehen, über das der Druck im Rücklauf auf einen vorbestimmten Maximaldruck begrenzbar ist. Für dieses gesonderte Sekundärdruckbegrenzungsventil kann ein vergleichsweise einfach ausgeführtes Ventil gewählt werden, so dass der vorrichtungstechnische Aufwand zur Realisierung der hydraulischen Steueranordnung gegenüber der eingangs beschriebenen Lösung minimal ist. Erfindungsgemäß ist es der Ausgang des Druckbegrenzungsventils mit einem Tankanschluss verbunden - bei der eingangs beschriebenen Lösung ist in der Sekun- därdruckbegrenzungsfunktion die Verbindung zum Tank von einer entsprechenden Einstellung der Ventileinrichtung abhängig, so dass es bei einer Drosselung des Druckmittelvolumenstroms über die Ventileinrichtung auch bei Sekundärdruckbegrenzung über das Senkbremsventil zu Druckspitzen kommen kann.

Eine derartige Steueranordnung ist besonders einfach aufgebaut, wenn das im Rücklauf liegende Senkbremsventil durch den Druck im Vorlauf angesteuert wird.

Bei einer erfindungsgemäßen Lösung hat die Ventileinrichtung im jeweiligen Ablauf stromabwärts des Senkbremsventils ein stetig verstellbares Wegeventil mit zwei Schaltstellungen, von denen eine eine offene Neutralstellung ist, wobei das Sekundärdruckbegrenzungsventil auch parallel zu diesem Wegeventil geschaltet ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann in der Neutralstellung des Wegeventils eine Druckmittelverbindung zum Tank geöffnet sein. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind im Vorlauf und im Rücklauf jeweils ein Senkbremsventil und ein Wegeventil mit parallel geschaltetem Sekundärdruckbegrenzungsventil angeordnet, wobei das vorlaufseitige Senkbremsventil von dem Druck im Rücklauf in Richtung seiner Öffnungsstellung beaufschlagt ist.

Bei einer Variante wird der Druck im Vorlauf bzw. im Rücklauf zwischen dem Senkbremsventil und dem Wegeventil abgegriffen ist.

Das Senkbremsventil kann eine Rückschlagfunktion haben, in der eine Druckmittelströmung vom Verbraucher möglich ist und aus der das Senkbremsventil in Richtung einer Öffnungsstellung verstellbar ist.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung können die beiden Wegeventile über eine Steuereinheit in eine Regenerationsstellung verstellt werden, in der sowohl der Vorlauf als auch der Rücklauf mit der Pumpe verbunden sind.

Das parallel geschaltete Sekundärdruckbegrenzungsventil kann vergleichsweise klein ausgeführt sein, wenn der Druck im Vorlauf in Abhängigkeit von dem am Sekundärdruckbegrenzungsventil eingestellten Maximaldruck einstellbar ist. Diese Variante ermöglicht es, den Druck im Vorlauf so einzustellen, dass im normalen Betriebszustand der Druck im Rücklauf unterhalb des am Druckbegrenzungsventil eingestellten Maximaldrucks liegt. Durch die Verwendung derartiger einfach aufgebauter Druckbegrenzungsventile können die Investitionskosten für die hydraulische Steueranordnung weiter gesenkt werden.

Die Veränderung des Vorlaufdrucks in Abhängigkeit vom Maximaldruck des Se- kundärdruckbegrenzungsventils kann beispielsweise über einen Drucksensor erfolgen, über den der Pumpendruck erfasst wird. Das dabei anfallende Steuersignal wird über eine Steuerung mit dem Maximaldruck des Sekundärdruckbegrenzungsventils verglichen und in dem Fall, in dem dieser Maximaldruck geringer als der vom Drucksensor erfasste Druck ist, über einen Steuersignalgeber ein Steuersignal zum Verstellen des vorgenannten Wegeventils oder der Pumpe erzeugt, so dass der Druck im Vorlauf unter den Maximaldruck abgesenkt wird. Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn ein Ventilkörper des Senkbremsventils über eine Feder in eine Schließposition vorgespannt ist, deren Federraum zum Atmosphäre hin entlastet ist.

Bei der hydraulischen Steueranordnung wird vorzugsweise eine elektrisch oder elektrohydraulisch verstellbare Pumpe ausgeführt, wobei der Pumpendruck über einen Regelkreis mit einem Pumpenregler regelbar ist.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Schaltschema einer erfindungsgemäßen Steueranordnung zur Druckmittelversorgung mehrerer Verbraucher;

Figur 2 eine Detailansicht einer einem Verbraucher zugeordneten Wegeventilsektion der Steueranordnung in einer Neutralstellung und

Figur 3 ein Schaubild zur Verdeutlichung der Regelung/Steuerung des Vorlaufdrucks.

Figur 1 zeigt eine hydraulische Steueranordnung 1 zur Druckmittel Versorgung zweier Verbraucher 2, 4 eines mobilen Arbeitsgerätes, beispielsweise eines Baggers, eines Baggerladers, eines Mini- und Kompaktbaggers oder eines Telehandlers. Es handelt sich dabei um ein so genanntes EFM-System (electronic flow management), bei dem die Ansteuerung der den Druckmittelvolumenstrom und die Druckmittelströmungsrichtung bestimmenden Ventilelemente elektrisch oder elektrohydraulisch in Abhängigkeit von, in einer Steuereinheit 6 abgelegten, Kennlinienfeldern erfolgt. Die Eingabe der Sollwerte erfolgt dabei über einen Joystick 8, der von der Bedienperson betätigt wird, um die Ausrüstung (beispielsweise Ausleger, Schaufel) des Arbeitsgerätes im Hinblick auf die Geschwindigkeit und die Position zu steuern.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Verbraucher 2, 4 jeweils als Differentialzylinder mit einem bodenseitigen Druckraum 10 bzw. 12 und einem kol- benstangenseitigen Ringraum 14 bzw. 16 ausgeführt. Diese Druckräume 10, 14; 12, 16 lassen sich jeweils über eine Wegeventilsektion 18, 20 mit einer Verstellpumpe 22 oder einem Tank 24 verbinden, um den Zylinder ein- oder auszufahren. Die Verstellpumpe 22 ist über einen Pumpenregler 26 druckgeregelt, über den nach Erreichen des vorgegebenen Druckes der Förderstrom der Pumpe so verstellt wird, dass der Druck in der Anlage unabhängig vom Förderstrom konstant bleibt. Mit einer Druckmittelvolumenstromänderung sollte praktisch keine Druckänderung verbunden sein.

Die Verstellpumpe 22 ist durch einen federbeaufschlagten Rückstellzylinder 28 in Richtung des maximalen Druckmittelvolumenstroms (Schwenkwinkel maximal) und in Richtung Verringerung des Druckmittelvolumenstroms durch einen Stellzylinder 30 beaufschlagt. Der in Richtung Verringerung des Druckmittelvolumenstroms wirkende Druckraum des Stellzylinders 30 ist über ein mit drei Anschlüssen ausgeführtes Pum- penregelventil 32 entweder mit dem Pumpendruck oder mit dem Tankdruck beaufschlagbar. Das Pumpenregelventil 32 ist in Richtung einer Verbindung des Druckraums des Stellzylinders 30 mit dem Tank 24 über eine Regelfeder und den Druck stromabwärts einer Düse 34 beaufschlagt, die in einer Steuerleitung 36 angeordnet ist, über die der Druck in einer an den Druckanschluss der Verstellpumpe 22 angeschlossenen Pumpenleitung 38 abgegriffen ist. Dieser Druck wirkt auch in Richtung einer Verbindung des Druckraums des Stellzylinders 30 mit dem Pumpendruck auf das Pumpenregelventil 32. Der stromabwärts der Düse 34 gelegene Bereich der Steuerleitung 36 ist über ein Druckbegrenzungsventil 40 mit dem Tank 24 verbindbar. Dieses Druckbegrenzungsventil 40 ist elektrisch über eine mit der Steuereinheit 6 verbundene Signalleitung bestromt wird. In seiner dargestellten, federvorgespannten Grundposition sperrt das Druckbegrenzungsventil 40 die Steuerölverbindung zum Tank 24 ab.

Der Pumpenregler 26 ist so eingestellt, dass eine Verstellung des Schwenkwinkels erst ab einem Stand-By-Druck von 20 bar möglich ist. In der federvorgespannten Grundposition des Pumpenregelventils 32 ist der Druckraum des Stellzylinders 30 über zwei weitere Düsen 42, 44 mit einer zum Tank 24 führenden Tanksteuerleitung 46 verbunden. Beim Aufsteuern des Druckbegrenzungsventils 40 wird der stromabwärts der Düse 34 gelegene Teil der Steuerleitung 36 über das Druckbegrenzungsventil 40 mit der Tanksteuerleitung 46 verbunden, so dass das Pumpenregelventil 32 in der Darstellung gemäß Figur 1 durch den Pumpendruck nach rechts verschoben wird und die Druckmittelverbindung des Druckraums des Stellzylinders 30 zur Steuerleitung 36 aufgesteuert wird. Das Steueröl kann dann über das Pumpenregelventil 32 und die Düse 44 zum Stellzylinder 30 strömen, so dass durch den Druckaufbau im Druckraum des Stellzylinders 30 der Schwenkwinkel verringert wird bis sich der über die Steuereinheit 6 vorgegebene Pumpendruck einstellt. Weitere Erläuterungen zur Funktionsweise des Pumpenreglers 26 sind entbehrlich, da der Grundaufbau derartiger Druckregler beispielsweise im Datenblatt RD 92 703 der Bosch Rexroth AG beschrieben ist. Anstelle eines Druckreglers können auch andere Regler, beispielsweise elektroproportionale Schwenkwinkelregler (EP oder EK) verwendet werden. Derartige Regler sind im Datenblatt RD 92 708 der Bosch Rexroth AG beschrieben, so dass im Hinblick auf weitere Details auf diese Ausführungen verwiesen werden kann.

Der Druck in der Pumpenleitung 38 wird über einen Drucksensor 48 erfasst und über eine Signalleitung zur Steuereinheit 6 gemeldet.

Der Sauganschluss der Verstellpumpe 22 ist über eine Saugleitung 50 und einen Filter mit dem Tank 24 verbunden. Das von der Verstellpumpe 22 geförderte Druckmittel strömt über die Pumpenleitung 38 und die beiden Wegeventilsektionen 18, 20, deren Aufbau im Folgenden anhand Figur 2 erläutert wird, zu den Verbrauchern 2, 4. Das Druckmittel strömt rücklaufseitig von den Verbrauchern 2, 4 über die zugeordneten Wegeventilsektionen 18, 20 und eine Tankleitung 52 zum Tank 24 ab, wobei im Endabschnitt der Tankleitung 52 ein weiterer Filter vorgesehen ist, der über ein Druckbegrenzungsventil umgehbar ist und das beim Zusetzen des Filters und somit beim Ansteigen des Druckverlustes über dem Filter öffnet. Die Temperatur des im Tank 24 aufgenommenen Druckmittels wird über einen Temperatursensor 54 erfasst und über eine Signalleitung zur Steuereinheit 6 gemeldet. Um ein Überhitzen des Druckmittels zu verhindern, ist ein Spülventil 57 zwischen der Tankleitung 52 und der Pumpenleitung 38 vorgesehen. Dieses Spülventil 57 hat auch eine Druckbegrenzungsfunktion, so dass der Druck in der Pumpenleitung 38 auf einen Maximaldruck begrenzbar ist. Bei geöffnetem Spülventil 57 kann das zur Betätigung der Verbraucher, insbesondere bei der Regenerationsschaltung verwendete Druckmittel gegen "frisches" Druckmittel aus dem Tank 24 ausgetauscht werden. Die Ansteuerung des Spülventils 57 erfolgt ebenfalls elektrisch in Abhängigkeit von einem Signal der Steuereinheit 6.

Figur 2 zeigt den Grundaufbau der beiden Wegeventilsektionen 18, 20, wobei beispielhaft das Wegeventilsegment 18 dargestellt ist und die Verstellpumpe 22 sowie der Tank 24 vereinfacht eingezeichnet sind.

Gemäß Figur 2 hat die Wegeventilsektion 18 zwei Druckanschlüsse P, die jeweils über eine Zulaufleitung 56, 58 an die Pumpenleitung 38 angeschlossen sind. Zwei Tankanschlüsse T der Wegeventilsektion 18 sind über Ablaufleitungen 60, 62 mit der Tankleitung 52 verbunden. Jeder Anschlusspaarung P, T der Wegeventilsektion 18 ist ein Arbeitsanschluss A bzw. B zugeordnet, der über eine Vorlaufleitung 64 bzw. eine Rücklaufleitung 66 mit dem Druckraum 10 bzw. dem Ringraum 14 des Verbrauchers 2 verbunden ist. Im Druckmittelströmungspfad zwischen den Anschlüssen P, T und den zugeordneten Arbeitsanschlüssen A, B sind jeweils ein stetig verstellbares 3-Wegeventil 68, 70 mit zwei Schaltstellungen und drei Anschlüssen und ein Senkbremsventil 72 bzw. 74 angeordnet. Jedes Wegeventil 68,70 ist über eine Regelfeder in seine dargestellte Neutralposition vorgespannt, in der die Ablaufleitung 60, 62 in Druckmittelverbindung mit einem Verbindungskanal 76, 78 steht, der sich jeweils hin zum benachbarten Senkbremsventil 72, 74 erstreckt.

Die Verstellung des Wegeventils 68, 70 erfolgt jeweils über ein Vorsteuerventil 81 , 83 mit einem Proportionalmagneten 80, 82, der über Signalleitungen von der zentralen Steuereinheit 6 bestrombar ist, um durch Verstellen der Vorsteuerventile 81 , 83, beispielsweise von Druckreduzierventilen, die Wegeventile 68, 70 unabhängig voneinander in Richtung einer Position zu verschieben, in der die Druckmittelverbindung der Zulaufleitungen 56, 58 zu den Verbindungskanälen 78 bzw. 76 aufgesteuert werden. Demzufolge haben die beiden Wegeventile 68, 70 mit ihrer zum Tank 24 hin offenen Neutralstellung einen äußerst einfachen Aufbau, wobei zur Verstellung - im Gegensatz zum eingangs beschriebenen Stand der Technik - lediglich ein Vorsteuerventil und ein Proportionalmagnet 80, 82 erforderlich ist, während bei den bekannten Lösungen mit geschlossener Mittelposition jeweils zwei teure Proportionalmagneten und zwei Vorsteuerventile verwendet werden müssen. Prinzipiell können die Wegeventile 68, 70 auch direkt über die Proportionalmagnete angesteuert werden.

Die beiden Senkbremsventile 72, 74 sind jeweils über eine Vorspannfeder 84, 86 in eine Rückschlagposition vorgespannt, in der eine Druckmittelströmung zum jeweiligen Druckraum 10, 14 möglich ist und in Gegenrichtung abgesperrt ist, so dass der Verbraucher leckagefrei abgestützt ist. Die Verstellung des als 2-Wegeventil ausgeführten Senkbremsventils 72, 74 erfolgt über den Druck im jeweils anderen Verbindungskanal 76, 78, der sozusagen „über Kreuz" mittels Aufsteuerleitungen 92, 94 abgegriffen wird. D.h. beim Ausfahren des Hydrozylinders 2 (ohne ziehende Last) strömt das Druckmittel über das in seine Neutralstellung vorgespannte Senkbremsventil 72 zum sich vergrößernden Druckraum 10 und aus dem sich verkleinernden Ringraum 14 über das in seine Öffnungsstellung durch den Druck im Vorlauf (Verbindungskanal 76) in seine Öffnungsstellung verstellte Senkbremsventil zum Tank 24 hin ab. Wie des Weiteren in Figur 2 angedeutet ist, sind die Federräume der Senkbremsventile 72, 74 und der beiden Wegeventile 68, 70 über jeweils eine Entlastungsleitung 95, 97 mit den Ablaufleitungen 60 bzw. 62 verbunden.

Zu jedem der Senkbremsventile 72, 74 ist ein Sekundärdruckbegrenzungsventil 100, 102 parallel geschaltet. Dabei zweigt von der Vorlaufleitung 64 bzw. der Rücklaufleitung 66 ein Druckbegrenzungskanal 96 bzw. 98 ab, der zum Eingang des jeweiligen Sekundärdruckbegrenzungsventils 100, 102 geführt ist. Dieses ist in üblicher weise über verstellbare Druckbegrenzungsfeder 104, 106 in eine Öffnungsstellung vorgespannt und lässt sich über den Druck im Druckbegrenzungskanal 96 bzw. 98 in seine Öffnungsstellung bringen, um den Druck in diesem Bereich auf einen Maximaldruck zu begrenzen, der durch die Einstellung der Druckbegrenzungsfeder 104, 106 vorgegeben ist. Der Ablaufanschluss des Druckbegrenzungsventils 100 bzw. 102 ist jeweils über einen Druckbegrenzungsablauf 108, 110 mit der jeweiligen Ablaufleitung 62 bzw. 60 verbunden.

Wie eingangs bereits ausgeführt, können die beiden Druckbegrenzungsventile 100, 102 mit vergleichsweise kleiner Nennweite und sehr einfachem Aufbau ausgeführt werden, da sie praktisch nur in dem Lastfall öffnen, bei dem im jeweiligen Rücklauf der Maximaldruck überschritten wird. Bei allen sonstigen Fällen, in denen der Druck unterhalb dieses Maximaldrucks liegt, erfolgt die Rückströmung des Druckmittels über das Senkbremsventil, das dementsprechend ausgelegt werden muss.

Durch diese beiden einfachen Druckbegrenzungsventile 100, 102 kann der vorrichtungstechnische Aufwand gegenüber dem Stand der Technik ganz wesentlich verringert werden.

In den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Neutralpositionen der beiden Wegeventile 68, 70 sind die beiden Druckräume jedes Verbrauchers 2, 4 mit dem Tank 24 verbunden. Die am Verbraucher 2 angreifende Last F ist durch das als Sitzventil ausgeführte Senkbremsventil 72, 74 leckagefrei abgestützt. Dabei kann die Last F als ziehende oder drückende Last ausgeführt sein. Über die Sekundärdruckbegrenzungsven- tile 100, 102 ist gewährleistet, dass ein maximaler Druck in den Leitungen 64, 66 nicht überschritten werden kann.

Zum besseren Verständnis der Erfindung seien einige Lastfälle erläutert.

Es sei zunächst angenommen, dass am Zylinder 2 eine ziehende Last F angreift und dass dieser gemäß der Darstellung in Figur 3 ausgefahren werden soll (Bewegung nach rechts). Dieses Ausfahren soll mit maximaler Geschwindigkeit erfolgen (Eilgang). Hierzu werden die beiden Wegeventile 68, 70 in Richtung der in Figur 3 dargestellten Position verstellt, in der eine Regeneration erfolgt. D.h. der Verbraucher 2 wird über eine Differentialschaltung angesteuert, in der sowohl der Ringraum 14 als auch der bo- denseitige Druckraum 10 mit der Pumpe 22 verbunden sind. Dazu werden die Wegeventile über die beiden Proportionalmagneten 80, 82 aus der Neutralposition (Fig. 2) nach links verschoben, so dass beide Druckanschlüsse P der Wegeventilsektion 18 mit den Verbindungskanälen 76, 78 verbunden sind. Das Druckmittel wird von der Pumpe 22 über den Druckanschluss P, das Wegeventil 68, die Verbindungsleitung 76, den By- passkanal 96, das Rückschlagventil 100 und die Vorlaufleitung 64 in den sich vergrößernden bodenseitigen Druckraum 10 fördert. Das aus dem Ringraum 14 verdrängte Druckmittel strömt über die Rücklaufleitung 66 und das über den Druck im Verbindungskanal 76 vollständig aufgesteuerte Senkbremsventil 74, den Verbindungskanal 78 und das Wegeventil 70 zur Zulaufleitung 56 und von dort in die Pumpenleitung 38, so dass der vom Verbraucher ablaufende Druckmittelvolumenstrom zu dem von der Pumpe 22 geförderten Druckmittelvolumenstrom summiert wird.

Im bodenseitigen Druckraum 10 liegt dabei ein Druck an, der je nach Schiebereinstellung zwischen dem maximalen Pumpendruck (beispielsweise 250 bar) und 0 bar (Schieber in Neutralposition) beträgt. Nimmt man an, dass der Druck im Ringraum 14 etwa 250 bar beträgt (Schieber des Wegeventils 70 ganz auf, Pumpe auf 250 bar eingestellt) und dass die ziehende Last einem Druck von 50 bar entspricht, so müsste im bodenseitigen Druckraum 10 ein Druck eingestellt werden, der der Differenz aus dem Druck im Ringraum 14 minus der Last geteilt durch das Flächenverhältnis des Differen- tialzylinders (beispielsweise 2) beträgt, so dass sich bei 250 bar im Ringraum 14 und einer Last von 50 bar ein Druck von etwa 100 bar im Druckraum 10 ergibt.

Bei drückender Last ist die Funktion entsprechend, wobei der Druck in der vorlauf- seitigen Vorlaufleitung 64 durch die Druckbegrenzungsfunktion des Senkbremsventils 72 begrenzt ist.

Bei Regeneration wird der Verbraucher mit maximaler Geschwindigkeit verfahren, die vom Verbraucher aufgebrachte Kraft ist jedoch vergleichsweise gering, da die effektive Wirkfläche des Verbrauchers der Kolbenstangenfläche entspricht. Um die maximale Leistung des Verbrauchers 2 abzurufen, wird die Steueranordnung von Regeneration auf den in Figur 4 dargestellten Normalbetrieb umgeschaltet, indem das Wegeventil 70 in Richtung seiner Ne.utralposition verstellt wird, so dass das Druckmittel aus dem Ringraum 14 über die Rücklaufleitung 66, das aufgesteuerte Senkbremsventil 74, den Verbindungskanal 78 und über das Wegeventil 70 und die Ablaufleitung 60 zum Tank 24 hin abströmt. Bei ziehender Last (Figur 4) werden Kavitationen im Bereich der Vorlaufleitung 64 durch das Senkbremsventil 74 zuverlässig verhindert, da dieses durch das Einspannen des Verbrauchers 2 ein unkontrolliertes, zu schnelles Ausfahren des Verbrauchers 2 aufgrund der ziehenden Last verhindert. Der Maximaldruck in der Rücklaufleitung 66 wird dabei durch das Sekundärdruckbegrenzungsventil 102 begrenzt. Der Druck im Druckmittelvorlauf wird wiederum über den vom Schieber des Wegeventils 68 eingestellten Öffnungsquerschnitt bestimmt und liegt somit zwischen 0 bar und dem maximalen Pumpendruck (beispielsweise 250 bar).

Bei drückender Last und bei ausfahrendem Zylinder 2 (Fig. 4) stellt sich in Abhängigkeit von der Schieberstellung des Wegeventils 68 und der Ansteuerung der Verstellpumpe 22 ein Druck im bodenseitigen Druckraum 10 ein, der zwischen dem Lastdruck und dem maximalen Pumpendruck liegt (Verbraucher auf Anschlag). Das im Rücklauf gelegene Senkbremsventil 74 wird durch den Druck im Zulauf (abgegriffen über die Aufsteuerleitung 94) vollständig aufgesteuert, so dass das Druckmittel aus dem Ringraum 14 zum Tank 24 abströmen kann. In diesem Lastfall wird kein Regenerationsbetrieb vorgesehen und Kavitationen sind nicht zu befürchten.

Bei einfahrendem Zylinder und ziehender oder drückender Last wird die Wegeventilsektion 18 in die in Figur 5 dargestellte Position umgeschaltet, in der das Wegeventil 68 die Druckmittelverbindung zum Tank 24 aufsteuert und über das Wegeventil 70 Druckmittel von der Pumpe 22 in den Ringraum 14 gefördert wird. Der Druck im Zulauf zum Ringraum 14 hängt dann von der Last, vom Öffnungsquerschnitt des Wegeventils 70 und vom eingestellten Pumpendruck ab. Das Druckmittel wird über den By- passkanal 98 und das sich öffnende Rückschlagventil 102 und über die Rücklaufleitung 66 in den Ringraum 14 gefördert und strömt aus dem sich verkleinernden Druckraum 10 über die Vorlaufleitung 64 und das vom Druck im Zulauf (Verbindungskanal 78) geöffnete Senkbremsventil 72 sowie das in Richtung seiner Neutralposition verstellte Wegeventil 68 und die Ablaufleitung 62 zum Tank 24 ab. Das Druckniveau im Ablauf ist dabei durch das Sekundärdruckbegrenzungsventil 100 begrenzt. Das Druckniveau im Zulauf liegt je nach Lastrichtung zwischen dem maximalen Pumpendruck und 0 bar (drückende Last, minimale Einfahrgeschwindigkeit). Anhand von Figur 3 wird ein Regelkonzept erläutert, das die Funktion des erfindungsgemäßen Systems auch bei hohen Druckmittelvolumenströmen sicherstellt.

Wie vorstehend erläutert, sind die Sekundärdruckbegrenzungsventile 100, 102 relativ einfach mit geringer Nennweite ausgeführt. Um zu verhindern, dass diese bei einem vergleichsweise großen Druckmittelvolumenstrom im Vorlauf und entsprechendem Druckanstieg im Rücklauf ansprechen, wird erfindungsgemäß dieser hohe Druckmittelvolumenstrom begrenzt.

Figur 3 zeigt dabei den linken Teil der Schaltung gemäß Figur 2 mit dem Wegeventil 68, dem Sekundärdruckbegrenzungsventil 100, der Verstellpumpe 22 mit einem Pumpenregler 112 zum Einstellen des Pumpenschwenkwinkels. Der im Prinzip baugleiche Bereich mit dem Wegeventil 74 und dem diesen zugeordneten Sekundärdruckbegrenzungsventil 102 und die Senkbremsventile 72, 74 sind der Einfachheit halber weggelassen.

Bei dieser Lösung ist in der Pumpenleitung 38 (oder der Zulaufleitung 58) ein Druckaufnehmer 114 vorgesehen, dessen Signal von einem Mikroprozessor 116 der Steuereinheit 6 ausgewertet wird. Das Signal des Druckaufnehmers 114 wird über eine Signalleitung 118 über ein Vergleichsglied 120 mit einem dem am zugeordneten Sekundärdruckbegrenzungsventil 100 eingestellten Maximaldruck entsprechenden Signal verglichen. Falls der Druck in der Pumpenleitung 38 größer als dieser Maximaldruck ist, wird ein Sollvolumenstrom berechnet, bei dem der sich einstellende Druck in der Pumpenleitung 38 geringer als der am Sekundärdruckbegrenzungsventil 100, 102 eingestellte Maximaldruck ist. Aus diesem Solldruck oder Solldruckmittelvolumenstrom wird dann über die Wegeventilkennlinie 126 ein Verstellsignal für das zugeordnete Wegeventil 68, 70 ermittelt. Das Signal wird über einen Signalverstärker 127 und eine Signalleitung 128 an das Wegeventil 68 abgegeben, um dessen Durchflussquerschnitt so einzustellen, daß sich der vorbestimmte Solldruck oder Solldruckmittelvolumenstrom einstellt. Auf diese Weise ist die ordnungsgemäße Funktion des jeweils wirksamen Se- kundärdruckbegrenzungsventils 100, 102 sichergestellt. Beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel werden die vorlaufseitigen Wegeventile 68, 70 verstellt - prinzipiell ist es auch möglich, den Schwenkwinkel der Pumpe zu verstellen, um den am jeweiligen Sekundärdruckbegrenzungsventil 100, 102 wirksamen Systemdruck zu reduzieren.

Offenbart ist eine hydraulische Steueranordnung zur Druckmittelversorgung zumindest eines Verbrauchers mit einer elektrisch oder elektrohydraulisch verstellbaren Ventileinrichtung, über die ein Vorlauf zum Verbraucher mit einer Pumpe und ein Rücklauf vom Verbraucher mit einem Tank verbindbar ist. Im Rücklauf ist ein Senkbremsventil angeordnet, dem erfindungsgemäß ein Sekundärdruckbegrenzungsventil zugeordnet ist, dessen Ausgang mit dem Tank verbunden ist.