DE1263429B - Steuergeraet fuer einen hydraulischen Arbeitskreis - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

F16k

Deutsche Kl.: 47 g-29

Nummer: 1263 429

Aktenzeichen: B 82385 XII/47 g

Anmeldetag: 12. Juni 1965

Auslegetag: 14. März 1968

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für einen hydraulischen Arbeitskreis mit einem mechanisch bewegten Vorsteuerschieber und einem in einer Längsbohrung des Vorsteuerschiebers angeordneten Hauptsteuerschieber, der mit Hilfe des Drucks einer vom Vorsteuerschieber beeinflußten Steuerkammer in zwei Endstellungen zu bringen ist, welches Steuergerät in der Neutralstellung einen drucklosen Umlauf des zugeführten Druckmittels bewirkt, in anderen Stellungen Druckmittel in die Arbeitsleitung führt oder diese mit einer Rücklaufleitung verbindet, und bei welchem am Vorsteuerschieber mindestens eine Ausnehmung vorgesehen ist, durch die über Kanäle die Steuerkammer mit der Rücklaufleitung so verbindbar ist, daß beim Schalten des Steuergeräts in Hubstellung die Steuerkammer mit der Stellung des Hauptsteuerschiebers entsprechend veränderlichem Durchflußwiderstand entlastbar ist.

Es ist bereits ein Steuergerät für den hydraulischen Arbeitskreis eines Schleppers mit einem mechanisch bewegten Steuerschieber und einem Verzögerungsglied bekannt, welches verhindert, daß beim Schalten des Steuerschiebers in Hubstellung sofort die volle Fördermenge der Pumpe zum Arbeitszylinder gelangt. Dazu wird eine Drossel verwendet, die das Schließen eines Rücklaufventils erst nach einer gewissen Verzögerung erlaubt. Dieses Steuergerät hat jedoch den Nachteil, daß die durch das Verzögerungsglied bewirkte Drosselung zu Beginn des Hubvorgangs immer gleich groß ist, so daß eine Verzögerung des Hubvorgangs eintritt, d.h., der Schlepper hat sich schon eine verhältnismäßig große Strecke seit Betätigen des Schiebers weiterbewegt, ehe das angehängte Gerät wirklich angehoben wird. Obwohl durch das Verzögerungsglied ein »weiches Steuern«, d. h. in der Hubstellung wirkt Druckmittel nicht schlagartig auf den Arbeitskolben, erreicht wird, ist die Zeitdauer bis zum Eintreten der vollen Hubwirkung jedoch recht groß. Dadurch ist die erforderliche Regelgenauigkeit beeinträchtigt.

Außerdem ist schon ein Steuergerät mit einem mechanisch bewegten Vorsteuerschieber und einem hydraulisch in zwei Endstellungen zu bringenden Hauptsteuerschieber bekannt. Bei diesem Steuergerät wird schon durch verhältnismäßig geringe Verschiebungen des Vorsteuerschiebers aus seiner Neutrallage heraus der Hauptsteuerschieber umgeschaltet. Durch das schnelle Umschalten können unerwünschte Stöße und Schwingungen im Regelkreis auftreten.

Schließlich ist noch ein Steuergerät für den hydraulischen Arbeitskreis eines Schleppers der eingangs genannten Bauart bekannt, bei dem am Vor

Steuergerät für einen hydraulischen Arbeitskreis

Anmelder:

Robert Bosch G. m. b. H.,

7000 Stuttgart W, Breitscheidstr. 4

Als Erfinder benannt:

Friedrich Wilhelm Höfer, 7000 Stuttgart-Botnang

Steuerschieber und/oder am Hauptsteuerschieber eine Dämpfungsvorrichtung angeordnet ist. Durch sie wird nach Umschalten des Vorsteuerschiebers aus seiner Neutrallage in die Hubstellung die Umschaltbewegung des Hauptsteuerschiebers von seiner Neutrallage in seine Endlage von Anfang an stark gebremst, so daß auch bei diesem Gerät der Hubvorgang unerwünscht verzögert wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steuergerät zu schaffen, mit dem es möglich ist, einerseits den Hubvorgang in einem hydraulischen Arbeitskreis langsam einzuleiten, somit ein ruhiges Arbeiten der Regeleinrichtung zu erzielen und bei dem andererseits keine die Regelgenauigkeit beeinträchtigende, große Totzeiten darstellende Verzögerungen auftreten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Durchlaßverbindung, deren Querschnitt bei in oder nahe der Neutrallage stehendem Hauptsteuerschieber größer ist als in der Nähe der zur Hubstellung gehörenden Endlage dieses Schiebers.

Vorteilhafterweise sind die von der Ausnehmung auf der Außenseite des Vorsteuerschiebers ausgehenden Kanäle verschieden große, in zwei parallel zueinander liegenden Radialebenen im Vorsteuerschieber angeordnete Bohrungen, von denen die kleinere näher am inneren Ende der Steuerkammer liegt. Vorteilhaft ist es auch, daß der Ausnehmung auf der Außenseite des Vorsteuerschiebers eine Ausnehmung in der die Steuerkammer bildenden Bohrung des Vorsteuerschiebers gegenüberliegt und beide

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Ausnehmungen durch einen Kanal verbunden sind und der Senkstellung mit der Querbohrung 22 und daß im Hauptsteuerschieber verhältnismäßig fluchten.

enge Bohrungen oder Ausnehmungen angeordnet Befinden sich die Schieber 9, 18 in der in F i g. 1 sind, durch die die Steuerkammer und die innere dargestellten Stellung, so ist die zu Arbeitsleitung Ausnehmung verbunden sind, wenn die innere Aus- 5 und Arbeitszylinder führende Bohrung 5 durch ein nehmung von der Mantelfläche des Hauptsteuerschie- in der Arbeitsleitung angeordnetes, nicht dargestelltes bers überdeckt ist. , Rückschlagventil geschlossen. Durch die Förder-Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes leitung und Bohrung 4 zugeführtes Druckmittel gesind in der Zeichnung wiedergegeben. Es zeigt langt in die Ringnut 3 und durch die ringförmige Er-Fi g. 1 einen Teil eines Steuergeräts mit Vorsteuer- io Weiterung 14 und die Bohrungen 15,16 in die Steuer- und Hauptsteuerschieber im Längsschnitt, kammer 17. Es hält daher den Hauptsteuerschieber F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Vor- 18 gegen die Kraft der Druckfeder 21 in der darsteuer- und Hauptsteuerschiebers im Längsschnitt, gestellten Lage, so daß das zugeleitete Druckmittel • F i g. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel des Vor- durch die Radialbohrungen 25, die Querbohrung 22 Steuer- und Hauptsteuerschiebers im Längsschnitt. 15 und die Sackbohrung 23 des Hauptsteuerschiebers 18 Das in F i g. 1 dargestellte Steuergerät hat in einem zu der mit dem Rücklauf verbundenen Kammer 6 nur teilweise gezeichneten Gehäuse 1 eine Bohrung 2. fließen, d. h. so gut wie drucklos zu dem Behälter Sie ist mit einer Ringnut 3 versehen, in die' eine ablaufen kann.

Druckmittel von einer nicht dargestellten Pumpe Wird durch das Steuergestänge der Vorsteuer- und Förderleitung führende Bohrung 4 mündet und 20 schieber 9 nach links bewegt, gelangt die abgesetzte von der eine zum ebenfalls nicht dargestellten ;. Ringnut 13 in den Bereich des Bohrungsteils 7 und Arbeitszylinder über eine Arbeitsleitung führende ist von der Erweiterung 14 getrennt. Die Steuer-Bohrung 5 ausgeht. Das rechte Ende der Bohrung 2 kammer 17 wird über die Bohrungen 15, 16 derart mündet in eine mit einem Rücklaufbehälter verbun- entlastet, daß zunächst der Hauptsteuerschieber 18 dene Kammer 6, ihr linkes, mit einer Erweiterung 7 25 schlagartig von der Druckfeder 21 so weit in die versehenes Ende ist über eine Rücklaufbohrung 8 Steuerkammer 17 gedrückt wird, bis seine Mantelebenfalls mit dem nicht dargestellten Behälter ver- ' fläche die Entlastungsbohrungen 15 überdeckt. Dann bunden. " kann das in der Steuerkammer 17 befindliche Druckin der Bohrung 2 ist ein Vorsteuerschieber 9 glei- mittel nur noch langsam über die Drosselbohrung 16 tend gelagert. Er trägt an seinem in die Kammer 6 30 abfließen, so daß nun der Hauptsteuerschieber 18 ragenden Ende einen festsitzenden, als Anschlag . wesentlich langsamer in seine linke Endstellung gedienenden Bolzen 10', der sich an ein als Keil aus- schoben wird. Bei seiner schlagartigen Bewegung in gebildetes Teil eines mechanisch durch die Regelein- die Steuerkammer 17 hinein wurden gleichzeitig die flüsse des angehängten Geräts bewegbaren, mit einem Querbohrungen 22 im Hauptsteuerschieber 18 'vom Handhebel 10 verbundenen Steuergestänge anlegt. 35 Vorsteuerschieber 9 versperrt und der größte Teil des Das linke Ende der Bohrung 2 ist mit einer Büchse · zugeführten Druckmittels gelangt nicht mehr über 11 verschlossen. Eine in die Büchse 11 eingesetzte die Bohrungen 22, 23 zur Kammer 6, sondern fließt Druckfeder 12 liegt am linken Ende des Vorsteuefr durch die Ringnut-3, die Bohrung 5 mit der Arbeitsschiebers 9 an und drückt ihn an das Steuergestänge. leitung und dem nicht dargestellten Rückschlagventil Der Vorsteuerschieber 9 hat an seinem Umfang 40 zum ebenfalls nicht dargestellten Arbeitszylinder und etwas links von seiner Mitte eine abgesetzte und bewegt seinen Arbeitskolben in Richtung Ringnut 13, welche je nach Stellung des Vorsteuer- »Heben«. Solange sich jedoch noch die an die Schiebers über eine ringförmige Erweiterung 14 in Querbohrungen 22 anschließenden Feinsteuerfasen der Bohrung 2 mit der mit der Förderleitung in Ver- 24 im Bereich der Radialbohrungen 25 des Vorbindung stehenden Ringnut 3 oder mit der Rücklauf- 45 Steuerschiebers 9 befinden, kann ein kleiner Teil des bohrung 8 verbindbar ist. Im Bereich des flacheren zugeführten Druckmittels durch die Bohrungen 22, Teils der abgesetzten Ringnut 13 sind im Vorsteuer- 23 zur Kammer 6 abfließen. Erst wenn der Hauptschieber 9 zwei in einer Ebene liegende Entlastungs- Steuerschieber 18 sich so weit in die Steuerkammer bohrungen 15 und in einer zu dieser parallel liegen- 17 (nach links) bewegt hat, daß auch seine Feinden Ebene eine im Vergleich zu den Entlasrungsboh- 50 steuerfasen 24 von den Radialbohrungen 25 des Vorrungen 15 kleine Drosselbohrung 16 angeordnet. Die . Steuerschiebers getrennt sind, gelangt alles geförderte Bohrungen 15, 16 führen in eine als Steuerkammer Druckmittel zum Arbeitszylinder. Dieses Umschalten dienende Sackbohrung 17 des Vorsteuerschiebers 9, mit Hilfe des Hauptsteuerschiebers bewirkt, daß die in der ein die Steuerkammer abgrenzender Haupt- Beaufschlagung des Arbeitskolbens mit Druckmittel Steuerschieber 18 gleitet. Eine Schulter 19 im Vor- 55 sofort nach dem Bewegen des Vorsteuerschiebers Steuerschieber 9 bildet einen Endanschlag für den einsetzt. Die zunächst schnell erfolgende Umschalt-Hauptsteuerschieber 18, der von einer zwischen die- bewegung des Hauptsteuerschiebers wird jedoch ser Schulter 19 und einer Innenschulter 20 des Haupt- durch das nach Abschließen der Entlastungsbohrunsteuerschiebers 18 eingespannten Druckfeder 21 zu gen 15 nur noch langsame Abströmen des Druckdem inneren Ende der Sackbohrung 17 hingedrückt 60 mittels durch die Drosselbohrung 16 so verringert, Wird. Der Hauptsteuerschieber 18 hat eine von einer daß dadurch Druckspitzen vermieden werden, welche Querbohrung 22 durchdrungene Sackbohrung 23, beim schnellen Bewegen des Hauptsteuerschiebers 18 welche zu der mit dem Rücklauf verbundenen Kam- bis in seine linke Endstellung entstehen würden, mer 6 hin offen ist. An den Mündungen der Quer- Auch etwaige Stöße, die von der Trägheit der zu bebohrung 22 an der Oberfläche des Hauptsteuerschie- 65 wegenden Massen herrühren können sowie Schwinbers schließen sich in Richtung zur Kammer 6 vef- gungen im Regelkreis werden ausgeschaltet. Durch laufende Feinsteuerfasen: 24 an. Der Vorsteuerschie- das zunächst schnelle Umschalten des Hauptsteuerber 9 hat Radialbohrungen 25, welche in der Neutral- Schiebers 18 wird' aber auch sofort, nachdem man

den Vorsteuerschieber in Hubstellung gebracht hat, genügend Druckmittel zum Arbeitszylinder geführt, so daß keine Totzeiten zwischen dem Betätigen des Gestänges und der wirksamen Hubbewegung des Arbeitskolbens mehr entstehen. Außerdem wird ein Übersteuern verhindert, d.h., bei nur kurzzeitigem Betätigen der Steuerschieber strömt nicht gleich so viel Druckmittel in den Hubzylinder, daß der Kolben über die gewünschte Lage hinaus bewegt wird.

Der sich in Hubrichtung bewegende Arbeitskolben bewegt das Steuergestänge vom Vorsteuerschieber weg. Die Druckfeder 12 drückt den Vorsteuerschieber 9 gegen das Steuergestänge, wodurch der Vorsteuerschieber 9 nach rechts bewegt wird. Hat der Arbeitskolben die durch Einstellen des Handhebels 10 gewählte Lage erreicht, so ist der Vorsteuerschieber 9 wieder in die Neutrallage zurückgekehrt und die Schieber 9, 18 nehmen die in Fig. 1 dargestellte Stellung ein.

Wird durch das Steuergestänge der Vorsteuerschieber 9 nach rechts bewegt, gelangt das im Arbeitszylinder befindliche Druckmittel in bekannter Weise über ein nicht dargestelltes Senkventil in den Behälter zurück. Der Hauptsteuerschieber 18 behält die in F i g. 1 dargestellte Lage bei, so daß das zugeführte Druckmittel weiterhin drucklos umläuft. Ist der Arbeitskolben der durch das Abfließen des Druckmittels ermöglichten Senkbewegung in gewünschtem Maße gefolgt, so führt das Steuergestänge den Vorsteuerschieber 9 wieder in seine neutrale Lage zurück, das Senkventil und das Rückschlagventil in der Arbeitsleitung sind wieder geschlossen.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach der F i g. 2 liegt der abgesetzten Ringnut 13 am Umfang des Vorsteuerschiebers 9 eine ringförmige Ausnehmung 26 der Sackbohrung 17 im Vorsteuerschieber 9 so gegenüber, daß eine Entlastungsbohrung 27, die vom rechten Ende des flacheren Teils der abgesetzten Ringnut 13 ausgeht, zu dem dem inneren Ende der Steuerkammer 17 näher liegenden Teil der Ausnehmung 26 führt. Der Hauptsteuerschieber 18- hat nahe seinem dem inneren Ende der Steuerkammer 17 zugewandten Ende eine Querbohrung 28. Zu ihr führt von der Mitte der der Steuerkammer 17 zugekehrten Stirnfläche des Hauptsteuerschiebers 18 eine Drosselbohrung 29.

In der Hubstellung des Vorsteuerschiebers 9 wird zunächst wieder der Hauptsteuerschieber 18 schnell in die Steuerkammer geschoben, bis er mit seiner Mantelfläche die Ausnehmung 26 vollständig überdeckt. Gleichzeitig kommt die Querbohrung 28 im Hauptsteuerschieber 18 mit der Ausnehmung 26 in Verbindung, so daß Druckmittel aus der Steuerkammer 17 nur noch über die Drosselstelle 29, die Querbohrung 28, die Ausnehmung 26, die Entlastungsbohrung 27, die abgesetzte Ringnut 13 und die Rücklaufleitung 8 zum Behälter langsam abfließen kann, und der Hauptsteuerschieber sich langsam in seine linke Endlage bewegt. Damit wird das gleiche erreicht, wie es zum ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der F i g. 3 ist im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 an Stelle der Querbohrungen 28 im Hauptsteuerschieber 18 eine Ringnut 30 angeordnet. Von ihr führt eine Drosselnut 31 zur Stirnfläche des Hauptsteuerschiebers 18. Ihr Querschnitt vergrößert sich zunehmend von der Ringnut 30 zur genannten Stirnfläche hin. In der Hubstellung des Vorsteuerschiebers 9 wird auch hier der Hauptsteuerschieber 18 so lange schnell in die Steuerkammer 17 bewegt, bis er mit seiner Mantelfläche die Ausnehmung 26 überdeckt. Dann kann Druckmittel nur noch gedrosselt über die Drosselnut 31, die Ringnut 30, die Ausnehmung 26, die Entlastungsbohrung 27 und die abgesetzte Ringnut 13 zum Behälter abfließen, und der Hauptsteuerschieber 18 begibt sich langsam in seine linke Endlage. Auch hier wird also ohne Verzögerung umgesteuert und jeder Druckstoß vermieden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Steuergerät für einen hydraulischen Arbeitskreis mit einem mechanisch bewegten Vorsteuerschieber und einem in einer Längsbohrung des Vorsteuerschiebers angeordneten Hauptsteuerschieber, der mit Hilfe des Drucks einer vom Vorsteuerschieber beeinflußten Steuerkammer in zwei Endstellungen zu bringen ist, welches Steuergerät in Neutralstellung einen drucklosen Umlauf des zugeführten Druckmittels bewirkt, in anderen Stellungen Druckmittel in die Arbeitsleitung führt oder diese mit einer Rücklaufleitung verbindet, und bei welchem am Vorsteuerschieber mindestens eine Ausnehmung vorgesehen ist, durch die über Kanäle die Steuerkammer mit der Rücklaufleitung so verbindbar ist, daß beim Schalten des Steuergeräts in Hubstellung die Steuerkammer mit der Stellung des Hauptsteuerschiebers entsprechend veränderlichem Durchflußwiderstand entlastbar ist, gekennzeichnet durch eine Durchlaßverbindung (15, 16), deren Querschnitt bei in oder nahe der Neutrallage stehendem Hauptsteuerschieber (10) größer ist als bei in der Nähe der zur Hubstellung gehörenden Endlage dieses Schiebers (18).

2. Steuergerät nach Anspruch 1, bei welchem die Ausnehmung auf der Außenseite des Vorsteuerschiebers im Bereich der Steuerkammer liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (15, 16) verschieden große, in zwei parallel zueinander liegenden Radialebenen im Vorsteuerschieber (9) angeordnete Bohrungen sind und daß die kleinere Bohrung (16) näher am inneren Ende der Steuerkammer (17) liegt.

3. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausnehmung (13) auf der Außenseite des Vorsteuerschiebers (9) eine Ausnehmung (26) in der Steuerkammer (17) gegenüberliegt und beide Ausnehmungen (13,26) durch einen Kanal (27) verbunden sind und daß im Hauptsteuerschieber (18) eine Querbohrung (28) und eine im Vergleich zu dem Verbindungskanal (27) enge Axialbohrung (29) so angeordnet sind, daß die Steuerkammer (17) mit der inneren Ausnehmung (26) über die Bohrungen (29, 38) im Hauptsteuerschieber (18) verbunden ist, wenn die innere Ausnehmung (26) von der Mantelfläche des Hauptsteuerschiebers (18) überdeckt ist.

4. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausnehmung (13) auf der Außenseite des Vorsteuerschiebers (9) eine Ausnehmung (26) in der Steuerkammer (17) gegen-

überliegt, daß ein Verbindungskanal (27) von der äußeren Ausnehmung (13) zu der inneren Ausnehmung (26) führt und daß im Hauptsteuerschieber (18) eine Ringnut (30) sowie eine sich von der Ringnut (30) zu seinem in die Steuerkammer ragenden Ende erstreckende Längsnut (31) mit zum Ende des Hauptsteuerschiebers hin größer werdendem Querschnitt angeordnet sind, durch welche Nuten (31, 30) die Steuerkammer (18) und die innere Ausnehmung (26) auch verbunden sind, wenn die innere Ausnehmung (26)

von der Mantelfläche des Hauptsteuerschiebers (18) überdeckt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 551909;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1164 729;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1901881; französische Patentschrift Nr. 1353 911.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1204 034.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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