DE1648012C - Mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung - Google Patents

Description

Druck unabhängigen konstanten Sollwert geregelt wird, indem der Steuerschieber des Dreistellungssteuervcntils einen in der Mittelstellung offenen und sonst geschlossenen ersten Hilfssteuerkanal aufweist, von dessen beiden im Ventilgehäuse zugeordneten Hilfsstcueranschlüssen der eine zur Steuerkammer der Druckwaage und der andere zum Rücklauf der Hydraulikpumpe führt, und indem mindestens ein Verbraucheranschluß des Dreistellungssteuerventils eine Hilfssteuerabzweigung aufweist, die eine gewisse Strecke nach Einsetzen der Steuerschieberbewegung über einen im Steuerschieber ausgebildeten zweiten Hilfssteuerkanal bereits vor dem öffnen des Vcrbrauclieranschlusses mit der Steuerkammer der Druckwaage verbunden wird, wobei bei Vorhandensein von Hilfssteuerabzweigungen mehrere Verbraucheranschlüsse die Hilfssteuerabzweigungen in Parallelschaltung zur Steuerkammer der Druckwaage geführt sind und wobei bei Vorhandensein mehrerer Dreistellungssteuerventile diese derselben einen Druckwaage zugeordnet und mit ihren den ersten Hilfssteuerkanälen zugeordneten Hilfssteueranschlüssen zwischen der S.euerkammer der Durckwaage und dem Rücklauf der Hydraulikpumpe hintereinandergeschaltct, insbesondere mit einem die Druckwaage enthaltenden Gehäuseblock sandwichartig verblockt sind.

Wenn mehrere Dreistellungssteuerventile vorhanden sind — die von der Erfindung besonders in Betracht gezogene Alternative —, sind diese in der be-Muiriebcnen Regelschaltung so miteinander verbunden, daß die Durchflußmenge jedes Dreistellungssteuerventils allein durch dessen Durchlaßquerschnitt bzw. dessen Steuerschieberstellimg und nicht mehr von den jeweils an Pumpenanschluß und Verbraucheranschluß auftretenden absoluten Drücken abhängt Die Dreistellungssteuerventile haben außer ihrem Pumpenanschluß und ihrem Rücklaufanschluß einen oder zwei Verbraucherarischliisse, je nachdem, ob beispielsweise ein einfachwirkender oder ein doppeltwirkender hydraulischer Arbeitszylinder als Verbraucher dient.

Bei einer der Anmelderin bekanntgewordenen mengengeregelten Steuerschiebervorrichtung der genannten Art ist der erste Hilfssteuerkanai jedes Dreistellungssteuerventils in einer Verlängerung von dessen Steuerschieber als durchlassende Umfangskerbe angeordnet. Pumpenanschluß und Verbraucheranschluß werden ebenfalls durch einen Ringkanai am Steuerschieber gesteuert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mengengeregelte Ventilschiebervorrichtung der erläuterten Art besonders kurz und schmal bauend und einfach zu gestalten und dabei trotzdem eine voll befriedigende Funktionstüchtigkeit zu erreichen.

Zum Lösen dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß beide Hilfsstcuerkanäle im Bereich des Pumpcnanschlusses, bei Dreistellungssteuerventilen mit zwei Verbraucheranschlüssen zwischen diesen, angeordnet sind, daß die Umfangsflächc des Steuerschiebers beidseitig von dessen Hauptsteuerkanal, der den Pumpenanschluß mit dem jeweiligen Verbraucheranschluß verbinde», in an sich bekannter Weise abdichtend im Ventilgehäuse geführt ist und daß in diesen bcidscitigcn Dichtflächen die den beiden Hilfsslcuerkanälcn zugeordneten Hilfsstcucranschlüssc des Preistellungsslcuervcnlils angeordnet sind.

Durch diese Ausführungsform gemäß der Erfin dung wird erstmalig bei einer mengengercgelten Steu erschiebervorrichtung der erläuterten Art ein kun bauender und außerdem nicht sehr aufwendiger Auf bau erreicht, bei dem die Vcntillänge in Steuerschieberrichtung nicht oder kaum größer ist als bei gewöhnlichen Dreistellungssteuerventilen ohne Mengenregelung. Es versteht sich dabei, daß die Erfindung auch solche Steuerventile umfaßt, die weitere

ίο Stellungen haben und weitere Anschlußfunktionen erfüllen; wesentlich ist lediglich, daß diese Steuerventile die bei der Erfindung wesentliche Dreistellungsund 3- oder 4-Anschlußfunktion haben.

Eine besonders kurz bauende Steuerschicbervor· richtung erhält man, wenn der Hauptsteuerkanal im Steuerschieber als Durchgangsbohrung, vorzugsweise in Gestalt einer Mehrzahl mit gegenseitigem Abstand angeordneter Einzelbohrungen, ausgebildet ist. Die mehrfache Anordnung von Bohrungen beschränkt

ao zwar Jen maximal möglichen Durchlaßquerschnitt. Das ist jedoch in den meisten Anwendungsfällen gegenüber der gewonnenen Schieberfestigkeit von zurücktretender Bedeutung.

Bei einer bekannten mengengeregeltcn Steuerschicbervorrichtung der erläuterten Art erfolgt die Begrenzung 'Ws maximalen Durchlaßquerschnittes jedes Dreistellungssteuervcntils und damit die Festlegung der maximalen Durchflußmenge mittels einer einstellbaren Hubbegrenzung des Steuerschiebers. Eine solche, von außen relativ leicht zugängliche Einstellbarkeit verieitet zu Manipulationen durch das Bedienungspersonal, um die Schaltungszeit eines hydraulischen Arbeitszylinders zu verkürzen, wie es z. B. bei Akkordarbeit für eine Bedienungsperson von Interessj sein kann. In vielen Anwendungsfällen, z. B. bei Kran- oder Baggerbetätigungszylindern oder beim Verschwenken eines vertikalen Mastes für den vertikalen Laufwagen eines Hubstaplers, kann jedoch eine Verkürzung der Schaltzeit durch Heraufsetzung des Mengendurchlasses des zugeordneten Dreistellungssteuerventils zu erheblichen Gefahren führen, bei einem Hubstapler beispielsweise zum Umfallen des vertikalen Mastes für den Laufwagen. Demgegenüber kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Mengendurchsatzbegrenzung des Drcistellungssteuervenlils unauffälliger für eine Bedienungsperson bewirkt werden, da das Vorhandensein der Drosselblende von außen nicht erkennbar ist. Sie ' ann jedoch von einer Wartungsperson lediglich durch Lösen der Verschraubung zwischen dem Verbraucheranschluß und der weiterführenden Anschlußleitung des Verbrauchers leicht den jeweiligen Erfordernissen der Mengendurchflußbegrenzung durch Auswechseln der Drossclblende angepaßt werden.

Diese Drosselblende trägt noch dazu bei, Kompaktheit und Einfachheit des Mengenregelventils weiter zu verbessern. Aus den geschilderten Gründen kommt jedoch diesem Gesichtspunkt der Erfindung auch noch selbständige Bedeutung zu.

Vorzugsweise ist nach der Erfindung vorgesehen, daß in mindestens einer Hilfssteuerabzweigung eines Verbraucheranschlusses eine Hilfsdrosselblende angeordnet ist, die so ausgelegt ist, daß sie bei gleichzeitiger Schaltung der Dreistcllungssteuerventiie den Ausglcichsmcngcndurchfluß zwischen deren gesteuerten Vcrbrauchcranschlüssen über deren Hilfsstcicrab/wcigungcn, die zweiten Hilfsstcuerkanäle und die Slcucrkammcr der Druckwaage klein gegen-

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über dem vom jeweiligen Dreistcllungssteucrvcntil gc- wandten Seite. Die konstruktiven Details dieses Drci-

slcuerten Zufluß vom Pumpenanschluß zu jedem ein- stellungsstcucrvcntils sind den Fig. 4, 5 und 8 /u

geschalteten Verbraucheranschluß hält. Es ist ersieht- entnehmen. Das Drcistellungssleucrvcnlil 16 besitzt

lieh, daß die Hilfsdrossclblende im Rahmen der Auf- zwei Vcrbraucheranschlüssc B und C, beispielsweise

gabenstcllung der Erfindung die Funktionslüchtigkcit 5 zum Anschluß eines doppeltwirkenden hydrauli-

dcr mcngcngcrcgelten Steuerschiebervorrichtung mit sehen Arbeitszylinders, und ist mit seinen konstrukti-

einfachsten Mitteln wesentlich erhöht, ohne daß eine ven Details in den Fig. 6 und 7 und ebenfalls in

Kompaktheitscinbußceintritt. Fig. 8 dargestellt. Das Drcistellungsslcucrvcntil 18,

Die Art und Weise der Betätigung der einzelnen das ebenso wie das Drcistellungssleucrvcnlil 16 nut

Steuerschieber der Drcistcllungsstcuervcntile der io zwei Verbrauchcranschlüsscn D und /:' ausgebildet

mcngengcregclten Steucrschicbervorrichlung gemäß ist. weist zusätzlich noch an einem Vcrbrauchcran-

dcr Erfindung kann in beliebiger bekannter Weise schluß ein einstellbares Unlcr-Druckbegrcn-

von Hand, mechanisch, z. B. durch Nocken, hydrau- zungs-Vorsleucrvenlil U auf. Dessen konstruktiver

lisch bzw. pneumalisch oder elektrisch erfolgen. Einbau ist der Fig. 9 zu entnehmen. Es ist möglich.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schema- 15 an jedem beliebigen Verbraucheranschluß ein nach-

tischcr Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel stellbares oder fest eingestelltes derartiges Unlcr-

nähcr erläutert. Es zeigt Druckbcgrcnnings-Vorsteuerventil vorzusehen: auch

Fig I eine Seitenansicht einer mengcngercgeltcn können anders kombinierte Drcistellungsslcucrvcnlilc

Stcucrschiebcrvorrichlung gemäß der Erfindung mit vorgesehen sein. Bei dem Ausführungsbeispiel wurde

mehreren Drcisteilungsstcucrvcntilen und in teilweise ao die Auswahl lediglich zur Darstellung typischer Va-

auscinandergczogcner Darstellung. riantcn getroffen. ,„,«·«

F i ρ 2 ein Schaltschcma der Stcuerschiebcrvor- Aus P 1 g. 1 erkennt man, daß das DrciMcllungs-

richUinggcmäß Fig. 1, steuerventil 14 und die beiden Drcistellungsslcucr-

Fig 3 einen Querschnitt durch die Druckwaage ventile 16 und 18 zwei verschieden groß dimensio-

und ein angeblocktes Drcistellungssteuervcntil quer »5 nierte Gruppen bilden und über ein plallcnförmigcs

zur Läncsachse von dessen Steuerschieber gemäß der zusätzliches Distanz-Reduzierstück 22 miteinander

LinieC-C in Fig 4 oder 6; der Schnitt durch das verblockl sind. Die Verbindungsstücke 12t/ und 12Λ

Dreistellungssteucrvcntil ist in Fig. 8 noch einmal haben dementsprechend auch verschiedene Dimcn-

herausgezeichnet und dort näher erläutert; ^si™^en _D . _D.. ., _t .... · , „

Γ- ic 4 einen Längsschnitt durch das mit zwei Ver- 30 Die Pumpen- und Rucklaufanschlussc sind mit P

hraiicheranschlüssen versehene Drcistellungsstcucr- und R bezeichnet. Zur Betätigung der aus den l· i g. 3

ventil von Fig. 1 nach der Linie A-A von Fig. 5 bis 9 ersichtlichen einzelnen Steuerschieber .Y der ein-

durch die beiden Vcrbraucheranschlüssc und den zclnen Dreistcllungssteucrventile dient ein hier nicht

Pumpenanschluß näher zu erläuternder, in bekannter Weise ausgehil-

Fiß 5 einen' weiteren Längsschnitt durch das 35 deter Hcbelmechanismus H. An der Druckwaage 10

Drcistellungssteuerventil gemäß Fig. 4 in einer zu sind ferner ein Manomelcranschluß M und ein Haupl-

dcsscn Zeichnungsebene rechtwinkligen Ebene nach Druckbegrenzungs-Vorstcuerventil V vorgesehen,

der Linie ß-ß vor Fig. 4, das zusammen mit dem Rcgelmechanisnius der

Fic 6 eine der Fig. 4 entsprechende Schniltzeich- Druckwaage 10 als Sicherheitsventil für die gai/c

_, j_es i^_rcis(cllun"ssteucrvent!ls mit nur einem 4p Steuerschiebervorrichtung 1 dient. Mit den Federn/·'

V^eXa^dieranschluß^gemäß Fig. 1 nach der Li- in Fig.2 ist angedeutet, daß der Hebclmcchanis-

inic A-A von Fig 7. mus// so wirkt, daß eine selbsttätige Rückstellung

Fiκ 7 einen der Fig. 5 entsprechenden Längs- des jeweiligen SteuerschiebersS in die als Normalschnitt durch das Dreistellungssteuerventil gemäß stellung dienende Mittelstellung gemäß den minieren F i ε 6 nach der Linie B-B von F i g. 6. 45 Schaltungsabsohnitten der Dreislcllungssicuervcntilc

Fie 8 einen im Zusammenhang mit Fig. 3 erläu- 14, 16 und 18 in Fig. 2 vorgesehen ist. Es kann je-

terten Querschnitt nach der Linie C-C von F i g. 4 doch auch in den von der Mittelstellung verschiedenen

oder von F i ε 6 und Stellungen beispielsweise eine Vcrrastung vorgesehen

Fi ß 9 einen in einer Parallelebene zu Fig. 8 ge- sein oder überhaupt jeder beliebige andere Bctätiführten Schnitt nach der LinieD-D der Fig. 4 oder 6 50 gungsmechanismus.

bei einem Dreistellungssteuerventil gemäß Fig. 1 mit Die Verblockung der Gehauseblocke der Druck -

eineebautem Uflter-Druckbegrenzungs-Vorsteuer- waage 10 mit den üreistellungsslcuerveMilcn 14, 16

_vel^jj und 18 und der Abschlußplatte 20 erfolgt über Zug-

Fic 1 zeigt eine mengengeregelte Stf -rsohieber- stangen 24, deren Enden einerseits in mit Gewinden vorrichtung in sandwichartig verbiock -;r Bauweise. 55 versehene Sackliicher 26 (Fig. 3) eingreifen und anbei der ein eine hydraulische Druckwaage enthalten- dercrseits durch GegenspannmuUcrn 28 verspannt der Gehäuseblock 10 jeweils über scheibenförmige werden. Die Zugslangen 24 greifen durch Bohrungen Distanzverbindungsstücke 12 a bzw. 126 mit drei 30 der Ventilgehäuse der einzelnen Drcistcllungsstcitverschiedenartig ausgebildeten Drcistdh ngs.\tcuer- erventile 14, 16 und 18 und der Abschlußplatte 20 ventilen 14, 16 und 18 und einer Abschlußplatte 20 60 hindurch (Fig. 3, 4, 6 bis 8).

verblockt ist Die Äusbfldungs- und Anschlußweise Die Führung der Anschlüsse in dem Mcngenrcgcl-

der Druckwaage, der Dreistellungssteuerventile und ventil 1 und ihre gegenseitige Verbindung läßt sich

der Abschlußplatte sind in Fig.2 eingezeichnet, in der aus dem Schaltschema der F i g. 2 entnehmen,

jedem dieser Teile ein Blockschaltbild zugeordnet ist. In der Diruckwaagc 10 steht der Piimpcnan-

Die konstruktive Ausbildung der Druckwaage 10 65 schluß P mit einer Bezugskammcr 40 in Verbindung,

ist der Fig. 3 zu entnehmen. Das Drcislellungsstcu- wie es durch den mit derselben Bezugs/iffcr kvoicli-

crvcntil 14 besitzt nur einen einzigen Vcrbrauchcran- ncten Strömungspfeil 1 in Fig.! dargestellt ist (s.

schluß A auf der m F i g. 1 der Blickrichtung abgc- auch 1·" i g. 3). Die Bezugskammcr 40 wird von einem

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Kolben 42 (F i g. 3) abgeschlossen, der in einer KoI-hcnbohrung 44 des Druckwaagengehäuses in Richtung zur Bezugskamnier unter.der Vorspannung der Feder 46 steht. Die Sleucrkammer 48 der Druckwaage ist an der Rückseite des Kolbens 42 ausgebildet und an eine Hilfssteuerleitung 50 angeschlossen. Diese Hilfssteu jrleitung gabelt sich bei 52 in eine bintercinanderge.schaltctc Hilfssteuerleitung 54, welche über in der Mittelstellung jedes Drcistellungssteuervcnlils offene und sonst geschlossene erste Hilfssteuerkaniile 56 der Steuerschieber S zum Pumpcnrücklauf Ii führt, und eine zweite Hilfsslcuerlciuing 64, die in Parallelschaltung durch zweite Hüfsstcucrkanäle 66 der einzelnen Steuerschieber .V zu Hilfsstcuerabzweigungcn 63 der Vcrbrau-'heranschKisse A-E der ein/einen Drcistcllungssleuervcntilc führt.

Die Anschlüsse der Druckwaage 10 und der drei Drcistellungssteuervcntilc 14, 16 und 18 an die Hydraulikpuinpe P und an den Pumpenrücklauf R sowie die Verbraucheranschlußleitungcn A-E sind mit dick ao durchgezogenen Linien in Fig. 2 dargestellt und brauchen nicht näher erläutert zu werden. Dementsprechend sind auch die Hauptsteuerkanäle 100 in den Steuerschiebern dick durchgezogen gezeichnet und mil Pfeilen versehen, welche ihre jeweils zugeordnete Durchflußrichtung darstellen.

Wenn sich alle drei Dreistcllungsstcuerventile in der in I- i g. 2 dargestellten Mittelstellung befinden, in der die Verbindung zwischen der Hydraulikpumpe P und den einzelnen Vcrbraucheranschlüsscn A-E gesperrt Lsi, ist die erste Hüfsstciie.rleiliing 54 über die ersten Hilfsstcuerkanälc 56 mit dem Rücklauf verbunden. Die Hydraulikpumpe P kann dann die Federkraft der Feder 46 des Regelkolben 42 der Druckwaage 10 überwinden, so daß sich der Kolben 42 in Richtung zur Steucrkammer 48 der Druckwaage verschiebt und den Pumpcnrücklauf R freigibt und die Hydraulikpumpe P im wesentlichen ungehindert durch die Bezugskammcr 40 der Druckwaage in den Pumpenrücklauf R fördern kann.

Wenn eines der Drcistellungssteuerventilc 14, 16 oder 18 betätigt und damit sein Steuerschieber S aus der Mittelstellung verschoben wird, verschiebt sich auch der erste Hilfssteuerkanal 56, und die erste Hilfssteueileitung 54 wird unterbrochen. Statt dessen stellt jetzt der zweite Hilfssleuerkanal 66 eine Verbindung zwischen der Hilfssteuerabzweigung 68 und der in Parallelschaltung vorgesehenen zweiten Hilfssteuerleitung 64 und damit auch der Steuerkammer 48 der Druckwaage her, noch ehe der zugehörige Verbraucheranschluß des Dreistellungssteuerventils mit seinem Pumpenanschluß verbunden ist.

Nunmehr steht die Steuerkammer 48 der Druckwaage 48 unter dem gerade in dem jeweiligen Verbraucheranschluß A, B, C, D oder E stehenden Druck, so daß in der Bezugskammer 40 der Druckwaage der Druck des zuzuschaltenden Verbraucheranschlusses minus der Federkraft der Vorspannfeder 46 der Druckwaage herrscht. Wenn die Hydraulikpumpe eine größere Menge hydraulischen Mediums fördert als zum Aufrechterhalten dieses Druckes erforderlich ist, führt der Kolben der Druckwaage jeweils eine solche Regelausweichbewegung aus, die die überschüssige Menge des hydraulischen Mediums in den an die Druckwaage als dritten Rcgelweg angeschlosscnen Pumpcnrücklauf R abfließen läßt.

Da die Bezugskammer 40 der Druckwaage mit den Punipenanschlüsscn der Dreistellungssteuerventile und die Slcuerkammcr 48 der Druckwaage mit dem jeweils zuzuschaltenden Verbraucheranschluß in Verbindung steh», herrscht dann zwischen Pumpenanschluß und Verbraucheranschluß des in Aufschallbcwegung befindlichen Dreistellungssteuervcnlils gerade das Druckgcfälle (typisch 5 alü), das der Vorspannung der Feder 46 der hydraulischen Druckwaage 10 entspricht. Dadurch hängt, wenn das Drcistellungsstcuerventil geöffnet wird, die Durchlaßmenge nur noch vom Durchlaßquerschnitt des jeweiligen Hauptsteuerkanals ab.

Diese Mengenregelung funktioniert auch noch, wenn mindestens zwei Dreistellungssteuervcntilc zugleich eine Verbindung zwischen ihrem Pumpenanschluß und einem Verbraucheranschluß herstellen. Dann ist der Steuerdruck in der Steuerkammer 48 der Druckwaage durch den jeweils niedrigsten Absolutdruck des angeschlossenen Verbraucheranschlusscs bestimmt. Um jedoch zu verhindern, daß von einem Verbraucheranschluß mit momentan höherem Absoluldruck zu einem Pumpenanschluß mit momentan niedrigerem Absolutdruck ein nicht gewünschter Rückfluß des hydraulischen Mediums durch das geöffnete Dreistcllungsstcuerventil erfolgt, sind an allen Pumpenanschlüssen der einzelnen Drcistcllungssteucrventi'ic Rückschlagventile 70 vorgesehen, die nur eine DurchflußriclUung vom Pumpenanschluß in den Verbraucheranschluß gestatten.

Um eine Anpassung an die gewünschten Mcngcnanschlußwcrtc der einzelnen Verbraucher vorzunehmen, sind zwei Möglichkeiten vorgesehen. Die eine Möglichkeit besieht darin, verschieden dimensionierte Drcistellungsstcuerventile zu verwenden, wie es in Fig. 1 durch die zwei Gruppen verschieden dimensionierter Dreistcllungssleuervcntile 14 und 16, 18 dargestellt ist. Die andere Möglichkeit besteht darin, am Verbraucheranschluß eines bestimmten Drcistellungssleuerventils eine den maximalen Mengendurchfluß begrenzende Drosselblcnde 72 anzuordnen, wie es in Γ i g. 2 in Zusammenhang mit den Dreislellungssteuerventilen 16 und 18 dargestellt ist. Diese Drosselblende wird auswechselbar eingesetzt, um ein bestimmtes Mengenregelvcntil je nach Bedarf an verschiedene gewünschte Anschlußwerlc anpassen zu können.

Fernerhin ist in jeder Hilfssteuerabzweigung eine Hilfsdrosselblende 74 angeordnet, welche die Flußgeschwindigkeit durch jede Hilfssteuerleitung 64 und damit die Regelgeschwindigkeit dämpft und dafüi sorgt, daß der Fluß in der Hilfssteuerleitung 64 stet: klein gegenüber dem Zufluß des zugehörigen Ver braucheranschlusses ist. Wenn mehrere Verbraucher anschlüsse verschiedener DreistellungssteuerventiU zugleich an die gemeinsame Hydraulikpumpe P ange schlossen sind, sorgt außerdem die Hilf .drosselblendi für eine auf einen unschädlichen Wert erniedrigt! Kopplung der verschiedenen gesteuerten Ver braucheranschlüsse über die parallelgeschaltetei Hilfssteuerleitungen 64.

Das Haupt-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil \ sorgt dafür, daß der überhaupt in der Steuerschieber vorrichtung entstehende Druck der Hydraulikpumpi einen einstellbaren oder fest eingestellten bestimmte) Wert, z. B. typischerweise von 200 atü, nicht über schreiten kann. Das Haupt-Druckbegren zungs-Vorsteuerventil ist an die Steuerkammer 48 de Druckwaage angeschlossen und sorgt dafür dal überschüssiges Druckmittel unter Ausnutzung de

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Regelung der Druckwaage in den Rücklauf zurückfließt.

An einen Verbraucheranschluß des Drcislellungssteuervcnlils 18 ist ferner noch ein Unter-Druckbcgrenzungs-Vorsteuerventil U angeschlossen, das den maximalen Druck an der zugehörigen Verbraucherleitung auf einen kleineren Wert als den durch das Haupt-Druckbcgrenzungs-Vorsteuerventil V möglichen Maximaldruck der ganzen Steuerschiebervorrichtung beschränkt Auch das Untcr-Druckbegrenzungs-Vorsleucrventil übt seine Druekbegrenzungsfunktion in Zusammenhang mit der Regelwirkung der Druckwaage aus, da es bei Anschluß des Drcistellungssteucrventils 18 über den zweiten Hilfsstcucrki,-nal 66 den in der Slcuerkammer 48 der Druckwaage möglichen Maximaldruck auf den niedrigeren Maximaldruck des Unter-Druckbegrenzungs-Vorstcuerventils U beschränkt, Das überschüssige Vorsteueröl fließt (ebenso wie bei der Druckwaage aus derStcuerkamme-48) über einen Hilfsrücklanf R' ab.

Derartige Unter-Druckbegrenzungs-Vorstcuerventile können bei Bedarf an jedem beliebigen Verbraucheranschluß der Stcuersehiebervorrichtung von außen einstellbar oder fest eingestellt vorgesehen sein.

Den Fig. 3 bis 9 ist die konstruktive Ausbildung der im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 prinzipiell erörterten Teile. Anschlüsse und Verbindungen zu entnehmen. Gleiche derartige Elemente sind dabei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet so daß eine erneute Beschreibung dieser Elemente entbehrlich erscheint und im folgenden nur auf wesentliche konstruktive Besonderheiten hingewiesen werden soii.

Gemäß den F ig. 5 und 7 ist der im Steuerschieber^ zur Verbindung des Pumpenanschlusscs P mit einem der Vcrhrauchcranschlüsse A-E dienende Hauptsteuerkanal in Form von mehreren Bohrungen 100 ausgebildet, die mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind. Man kann gemäß F i g. 5 z. B. vier Bohrungen annähernd gleich großen Durchmessers verwenden. Die Bohrungen können jedoch auch gemäß Fig. 7 stark unterschiedlichen Durchmesser haben.

An den Mündungen der Bohrungen 100 am Umfang des Steuerschiebers S sind in dessen Körper Druckentlastungstaschcn 102 ausgespart, die über die Bohrungen 100 miteinander in Verbindung stehen.

Weitere Druckentlastungstaschen 104 sind im Körper des Venlilgehäuses gegenüber den jeweiligen Verbraucheranschlüssen ausgebildet (F i g. 4, 7 und 9) und stehen mit entsprechenden Taschen 106 des Ventilgehäuses unmittelbar am Verbraucheranschluß (F i g. 9) über Umfangsnuten 108 des Schiebers S in Verbindung.

Die mit den Verbraucheranschlüssen zuerst in Verbindung tretenden Kanten des Steuerschiebers S sind bei UO angeschliffen, um einen allmählichen Öffnungsvorgang des Dreistellungssteuerventils zu erreichen.

Die Anschlüsse der zur Steuerkammer 48 der Druckwaage 10 führenden Hilfssteuerleitung 64 sowie beide Anschlüsse der ersten Hilfssteuerleitung 54 liegen im wesentlichen in derselben Ebene durch den Pumpenanschluß P (F i g. 8), und zwar in quer von den Druckentlastungstaschen 102 vorgesehenen Dichtflächen 111 des Ventilgehäuses, die mit entsprechenden Dichtflächen 113 am Steuerschieber zusammenwirken.

Die beiden Anschlüsse 54 werden durch eine den ersten Hilfssleuerkanal bildende Durchgangsbohrung 56 des Steuerschiebers S miteinander verbunden. Die Durchgangsbohrung mündet beidseitig in den Dichtflächen 113. Im Falle eines Dreistellungsslcucrventils mit nur einem Verbrauchcranschluß (Fig. 6) ist am Umfang des Steuerschiebers eine an die Bohrung 56 anschließende Längsnut 112 vorgesehen, die auch in der Stellung des Steuerschiebers S, in der der Verbraucheranschluß A mit dem Rücklauf R verbunden ist (Fig. 6; nach oben verschobene Stcllui.j des

ίο Schiebers S; der Rücklauf R ist in der gezeichneten Stellung verdeckt), eine Verbindung der ersten Hilfssteuerleitung 54 über den ersten Hilfssleuerkanal 56 herstellt.

Der zweite Hilfssteuerkanal 66 ist eine Länganul am Umfang des Steuerschiebers S, die als sichelförmige Einfräsung ausgebildet ist. Diametral gegenüber auf der anderen Seite des Schiebcrumfangcs ist eine weitere sichelförmige Längsnul 114 ausgespart (Fig. 8), die durch eine weitere Bohrung 116 im Steuerschieber (Fig. 5 und 8) mit der den zweiten Hilfssleuerkanal bildenden Längsnut 66 verbunden ist und mit dieser zur Druckentlastung des Schieberumfangcs zusammenwirkt. Die Bohrungen 56 und 116 kreuzen sich im Raum (Fig. 5 und 8). Da durch diese Kreuzung gemäß Fig. 8 die Hilfssteucranschlüssc 54 gegeneinander versetzt sind, werden sie in der jeweiligen Distanzscheibe 12a oder Hb durch ein Langloch 118 bei miteinander verblocktcn Venlilgehäuscn miteinander verbunden (Fig. 3). Am Rande der Anschlüsse sind Dichliingc 120 vorgesehen.

Bei der Betrachtung der F i g. 5 und 7 ist zu beachten, daß die Kanäle 54 und 56 in die Zeichenebene geklappt dargestellt sind.

Die Hilfssteuerabzweigung 68 des Verbraucheran-Schlusses (D in Fig. 9) ist über zwei unter einem Winkel von 90° gegenüber der Achse des Verbraucheranschlusscs verlaufende parallele Slichkanäle 122 und 124 1 nd einen diese verbindenden, parallel zur Achse des Verbraucheranschlusses vcrlaufendcn dritten Stichkanal 126 geführt. Im Stichkanal .126 ist die Hilfsdrossclblende 74 eingebaut. Sie kann von der im Ventilgehäuse nach außen "ührenden Verlängerung 128 des dritten Stichkanals aus eingesetzt und gegebenenfalls auch ausgewechselt werden. In dieser Verlängerung 128 ist auch das sonst üblich ausgebildete Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil U bei Bedarf eingebaut, welches bei Abheben seines von der Feder 130 vorgespannten Ventilkc "':rs 132 vom Ventilsitz 134, der mit der Hilfsdrosselblende 74 im Ausführungsbeispiel aus einem Stück besteht, das einem überhöhten Vorsteuerdruck entsprechende Drucköl in den Hilfsrücklauf R' abläßt. In F i g. 9 ist ferner eine Schulter 136 des Ventilgehäuses zu erkennen, gegen die vom Verbraucheran- Schluß D aus eine lose Drosselschcibe 72 gelegt werden kann, welche den maximalen Mengendurchfluf! in den Verbraucheranschiuß D begrenzt und mittels eines nicht dargestellten O-förmigen Dichtringes und eines in das Gewinde 138 des Ventilgchäuscs ein schraubbaren Leitungsverbinderstücks eingespannt werden kann. Die Anordnung ist dabei so getroffen daß die Hilfssteuerabzweigung 68 durch die einge setzte Drosselscheibe und ihre Verspannung nicht ge stört zu werden braucht, da die Hilfssteuerabzwei gung 68 rechtwinklig in den Verbraucheranschluf mündet und die erforderliche Durchgangsöffnuni leicht ausgespart werden kann.

Das am Pumpenanschluß P angeordnete Rück

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schlagventil 70 ist gemäß F i g. 8 in einem Einsatzstück 140 zusammengefaßt, welches die zur Mündung des Pumpenanschlusses am Steuerschieber S im Ventilgehäuse vorgesehene Bohrung 142 abschließt und beidseitig an den quer dazu verlaufenden Pumpenanschlußkanal 144 anschließt Das Einsatzstück 140 ist in das Ventilgehäuse eingepreßt und in ihm bei 146 vcrstemmL

Das Rückschlagventil ist als flaches Tellerventil ausgebildet, dessen Teller 150 von einer Zugfeder 152 gegen den Ventilsitz 154 gespannt ist Die Zugfeder ragt durch die Verlängerung 156 des Pumpenanschiußkanals 144 und ist an einer Welle 158 eingehängt, die quer durch das Einsatzstück 140 verläuft (Fig.6). De·" Querschnitt der Verlängerung 156 ist gegenüber dem Querschnitt des Pumpenanschlußkanals 144 vergrößert.

Bei geöffnetem Tellerventil schlägt'der Rand 160 seines Tellers 150 an einem Absatz 162 an. Der Rand

des Tellerventils ist mit nicht dargestellten, regellmäßig über den Tellerumfang verteilten Aussparungen versehen, durch welche der Durchfluß bei geöffnetem Rückschlagventil erfolgen kann.
Abschließend sei noch einmal Fig. 2 betrachtet. Wenn die mengengeregelte Steuerschiebervorrichtuiig gemäß Fig. 1 aus einem einzigen Ventilblock besteht, ist in der Abschlußplatte 20 der geschlossen oder offen wählbare Anschluß 170 des ersten Hilfssteuerkanals 54 zum Rücklauf R geöffnet Man kann jedoch auch den Anschluß 170 schließen und statt dessen über die Fernsteueranschlüsse 172 und 184 der ersten und der zweiten Hilfssteuerleitung 54 bzw. 64 weitere Töchtervorrichtungen der Steuerschiebervorrichtung sinngemäß anschließen, bei denen die Mengenregelung des Durchflusses mit durch die Druckwaage 10 der dann als Muttervorrichtung dienenden mengengeregelten Steuerschiebervorrichtung gemäß F i g. 1 erfolgen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung, die zur mengengeregelten Steuerung des Zuflusses eines hydraulischen Mediums in eine oder mehrere hydraulische Verbraucherleitungen dient und eine hydraulische Druckwaage und mindestens ein Dreistellungssteuerventil aufweist, das in Schieberbauart mit Druckpumpenanschluß, Rücklaufanschluß und einem oder zwei Verbraucheranschlüssen ausgebildet ist und dessen zwischen Pumpenanschluß und jeweiligem Verbraucheranschluß liegende Steuerkanten eine Regelblende bilden, deren Druckgefälle von der t$ Druckwaage auf einen vom jeweils anliegenden absoluten Druck unabhängigen konstanten Sollwert geregelt wird, indem der Steuerschieber des Dreistellungjsteuerventils einen in der Mittelstellung offenen und sonst geschlossenen ersten ao Hilfssteuerkanal aufweist, von dessen beiden im Ventilgehäuse zugeordneten Hilfssteueranschlüssen der eine zur Steuerkammer der Druckwaage und der andere zum Rücklauf der Hydraulikpumpe führi, und indem mindestens ein Ver- as braucheranschluß des Dreistellungssteuerventils eine Hilfssteuerabzweigung aufweis·, die eine gewisse Strecke nach Einsetzen der Steuerschieberbewegung U¹^r einen im Steuerschieber ausgebildeten zweiten Hilfssteuerkanal bereits vor dem öffnen des Verbraucneransuilusses mit der Steuerkammer der Druckwaage verbunden wird, wobei bei Vorhandensein von Hufssteuerabzweigungen mehrerer Verbraucheranschlüsse die Hilfssteuerabzweigungen in Parallelschaltung zur Steuerkammer der Druckwaage geführt sind und wobei bei Vorhandensein mehrerer Dreistellungssteuerventile diese derselben einen Druckwaage zugeordnet und mit ihren den ersten Hilfssteuerkanälen zugeordneten Hilfssteueranschlüssen zv'isehen der Steuerkammer der Druckwaage und dem Rücklauf der Hydraulikpumpe hintereinandergeschaltet, insbesondere mit einem die Druckwaage enthaltenden Gehäuseblock sandw'chartig verblockt sind, dadurch gekenni.ich-45 net, daß beide Hilfssteuerkanäle (56,66) im Bereich des Pumpenanschlusses (P, 142), bei Dreistellungssteuerventilen (16, 18) mit zwei Verbraucheranschlüssen (B, C; D, E) zwischen diesen, angeordnet sind, daß die Ümfangsf lache des so Steuerschiebers beidseitig von dessen Hauptsteuerkanal (100), der den Pumpenanschluß (P, 142) mit dem jeweiligen Verbraucheranschluß verbindet, in an sich bekannter Weise abdichtend (111, 113) im Ventilgehäuse geführt ist und daß in diesen beidseitigen Dichtflächen (111) die den beiden Hilfssteuerkanälen zugeordneten Hilfssteueranschlüsse (54, 64) des Dreistellungssteuerventils (14; 16; 18) angeordnet sind.

2. Mengengcregelte Steuerschiebervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptsteuerkanal im Steuerschieber (S) als Durchgangsbohrung, vorzugsweise in Gestalt einer Mehrzahl mit gegenseitigem Abstand angeordneter Einzclbohrungen (100), ausgebildet ist.

3. Mengengcregelte Stcuerschiebervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem jeweiligen zweiten Hilfssteuerkanal (66) zugeordnete, zur Steuerkammer (48) der Druckwaage (10) führende Hilfssteueranschluß (64) und die beiden dem ersten Hilfssteuerkanal (56) zugeordneten Hilfssteueranschlüsse (54) jedes Dreistellungssteuerventils (14; 16; 18) in einer gemeinsamen Ebene, vorzugsweise der durch den Pumpenanschluß (P; 142) bestimmten Mittelebene (Ebene der Fig. 8) jedes Dreistellungssteuerventils, liegen.

4. Mengengeregelte Steuerschiebervorrichtvng nach einem der Anschlüsse 1 bis 3, bei dem der erste Hilfssteuerkanal eine Hilfsbohrung des Steuerschiebers jedes Dreistellungssteuerventils ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hilfssteuerkanal jedes Steuerschiebers (8) über eine sich längs des Steuerschiebers in dessen Umfang erstreckende Hilfssteuernut (66) geführt ist.

5. Mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Hilfssteuernut (66) mit einer zu ihr bezüglich der Schieberachse symmetrisch als Druckentlastungskammer angeordneten zweiten Nut (114) am Umfang des Steuerschiebers (S) durch eine in diesem vorgesehene zweite Hilfsbohrung (116) verbunden ist.

6. Mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hilfsbohrungen (56, 116) eine Längsmittelebene (Ebene der Fig. 4) des Steuerschiebers (5), die vorzugsweise unter einem Winkel von 90° zum Pumpenanschluß (P, 142) des Dreistellungssteuerventils (14; 16; 18) steht, mit gegenseitigem Abstand kreuzen.

7. Mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6. dadurch gekennzeichnet, daß beide dem zweiten Hilfssteuerkanal (66) zugeordneten Hilfssteueransüilüsse (64; 68) — im Falle von zwei Verb^aucheranschlüssen eines Dreistellungssteuerventils drei Hilfssteueranschlüsse — an der Seite der Hilfssteuernut (66) von dieser gesteuert sind.

8. Mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Nut (66; 114) eine sichelförmige Einfräsung am Umfang des Steuerschiebers (S) ist.

9. Mengengeregelte Steuerschiebervorrichtunc nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der mit dem Steuerschiene! (S) zusammenwirkenden Dichtfläche des Ventil gehäuses jedes Dreistellungssteuerventils (14; 16 18) am Verbraucheranschluß (A-E) und diesen gegenüber Druckentlastungstaschen (104; 106 ausgebildet sind und diese über mindestens eine vorzugsweise eine Vielzahl von Ringnuten (108) des Steuerschiebers in Verbindung stehen.

10. Mengengeregelte Steuerschiebervorrichtuni nach einem der Ansprüche 6 bis 9 mit mehrerei Dreistellungssteuerventilen, dadurch gekenn zeichnet, daß die dem ersten Hilfssteuerkana (56) jedes Dreistellungssteuerventils (14; 16; 18 zugeordneten, in Hintereinanderschaltung mitein ander verbundenen und gegeneinander versetzte Paare (F ϊ g. 3) von Hilfssteueranschlüssen (54 miteinander verblockter Dreistellungssteuerver tile jeweils über ein Langloch (118) eines gesor derten Verbinder-Distanzstücks (12 a bzw. 121

Γ" ^{3 4}

« zwischen den benachbarten Dreistellungssteuer- können die Steuerkanten eines in der Leitung an-

ventilen verbunden sind. geordneten Steuerventils in Schieberbauart dienen,

:

11. Mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung welche die Verbindung zwischen einem Druckpum-

K j nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge- penanschluß und einem Verbraucheranschluß steu-

-' t kennzeichnet, daß in jedem Verbraucheranschluß 5 ern, der beispielsweise mit dem Arbeitszylinder eines

^J; (A-E) zwischen Steuerschieber (S) und Hilfs- einfach- oder doppeltwirkenden hydraulischen Ar-

,i Steuerabzweigung (68) eine auswechselbare, den beitszylinders oder einem Hydraulikmotor verbunden

i maximalen Mengendurchfluß begrenzende Dros- sein kann. Da in praktischen Fällen im allgemeinen

selblende (72) eingesetzt ist. die absoluten Drücke am Verbraucheranschluß und

.;

12. Mengengeregelte Steuerschif jervorrichtung io am Pumpenanschluß verschieden voneinander vari-

nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ieren, variiert damit auch das Druckgefälle und also

' eine lose Drosselscheibe zwischen einer Schulter auch bei gegebenem Durchlaßquerschnitt der Men-

'_t (13£) der Verbraucheranschlußbohrung des Ven- gendurchsatz.

tilgehäuses des Dreistellungssteuerventils (14; 16; Es besteht daher bei hydraulischen Steuerungen,

18), vorzugsweise indirekt' über einen O-förmigen 15 die zum Verbinden einer Druckpumpenleitung mit

Dichtring, und einem gegengeschraubten Lei- einer Verbraucheranschlußleitung oder insbesondere

tungsverbinderstück (in 138) eingespannt ist. mehreren Verbraucheranschlußleitungen ein oder

13. Mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung mehrere Steuerventile in Sch'berbauart verwenden, mit mehreren Dreistellungssteuerventilen nach das Bedürfnis, unabhängig von den absoluten Drükeinein der Ansprüche 1 bis 12, dauurch gekenn- 20 ken an den einzelnen Pumpenanschlüssen und Verzeichnet, daß in mindestens einer Hilfssteuerab- braucheranschlüssen das Druckgefälle an der Blende, zweigung (68) eines Verbraucheranschlusses die von den Steuerkanten jedes Steuerventils jeweils (A-E) eine Hilfsdrosselblende (74) angeordnet ist, zwischen Pumpenanschluß und zugeordnetem Verdie so ausgelegt ist. daß sie bei gleichzeitiger braucheranschluß gebildet wird, konstant zu halten Schaltung der Dreistellungssteuerventile (14; 16; 25 und dadurch die Durchflußmenge des hydraulischen 18) den Ausgleichsmengendurchfluß zwischen de- Mediums nur noch vom Durchlaßquerschnitt des ren gesteuerten Verbraucheranschlüssen über de- Steuerventils anhängig zu machen.

ren Hilfssteuerabzweigungen (68), die zweiten Es ist bekannt, zur Regelung des Druckabfalls an

ä Hilfssteuerkanäle (66) und die Steuerkam-ner der von den Steuerkanten eines Dre^;stellungssteuer-

(48) der Druckwaage (10) klein gegenüber dem 30 ventils in Schieberbauart zwischen Pumpenanschluß

vom jeweiligen Dreistellungssteueiventil gesteuer- und jeweiligem Verbraucheranschluß gebildeten

ten Zufluß vom Pumpenanschluß (P; zu jedem Blonde eine hydraulische Druckwaage zu verwenden,

eingeschalteten Verbraucheranschluß hält. deren Bezugskammer mit dem Pumpenanschluß des

14. Mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung Dreistellungssteuerventils und deren Steuerkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge- 35 über eine Hilfssteuerleitung mit dem jeweiligen Verkennzeichnet, daß die jeweilige Hilfssteuerab- braucheranschluß des Dreistellungssteuerventils verzweigung (68) eines Verbraucheranschlusses von bunden ist (siehe z. B. USA.-Patentschrift 2 503 870). diesem zum zugeordneten Hiifssteueranschluß an In fast allen praktischen Anwendungsfällen ist die den zweiten Hilfssteuerkana! (66) über zwei etwa Druckdifferenz zwischen Steuerkammer und Bezugsunter einem Winkel von 90° gegenüber e'er Achse 40 kammer der Druckwaage und damit auch zwischen des Verbraucheranschlusses (D) verlaufende, im Pumpenanschluß und Verbraucheranschluß des von wesentlichen parallele Stichkanäle (122, 124) und der Druckwaage mengengeregeltcn Dreistellungssteueincn diese verbindenden dritten Stichkanal (126) erventils fest eingestellt, wobei ein typischer Wert für des Ventilgehäuses des Dreistellungssteuerventils die Druckdifferenz 5 atü ist. Die Druckwaage bewirkt (14; 16; 18) geführt ist. 45 eine sogenannte Dreiwegeregelung, indem sie das in

15. Mengenge regelte Steuerschiebervorrichtung ihrer mit dem Pumpenanschluß des Dreistellungsnach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeich- Steuerventils verbundenen Bezugskammer überschüsnet, daß die Htlfsdrosselblende (74) im dritten sige hydraulische Medium, das den absoluten Druck Stichkanal (126) angeordnet ist und daß in des- in der Bezugskammer über den Wert ansteigen lassen sen äußerer Einstichverlängerung (128), durch 50 vürde, der durch die eingestellte Druckdifferenz der welche die Hilfsdrosselblende einsetzbar ist, ein Druckwaage relativ zum zugeordneten Verbraucher-Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil (U) an- anschluß vorgegeben ist, in den als dritten Regelweg geordnet ist. an die Druckwaage angeschlossenen Pumpenrucklauf

abfließen läßt. Der erste und zweite Regelweg sind

55 durch die mit dem Pumpenanschluß verbundene Bezugskammer der Diuckwaage und deren mit dem jeweiligen Verbraucheranschluß verbundenen Steuer-Die Erfindung bezieht sich auf eine mengengere- kammer bestimmt.

gelte Steuerschiebervorrichtung, die zur mengengere- Eine mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung,

gelten Steuerung des Zuflusses eines hydraulischen 60 auf die sich die Erfindung bezieht, weist eine hydrau-Mediums in eine oder mehrere hydraulische Ver- lische Druckv sage und mindestens ein Dreistellungsbraucherleitungen dient. steuerventil auf, das in Schieberbauart mit Druck-

Die Menge einer hydraulischen Mediums, die pro pumpenanschluß, Rücklaufanschluß und einem oder Zeiteinheit durch eine in einer Leitung für das hy- zwei Verbraucheranschlüssen ausgebildet ist und desdraulische Medium ausgebildete Blende fließt, hängt 65 sen zwischen Pumpenanschluß und jeweiligem Versowohl von deren D'.irchlaßquerschnitt als auch von braucheranschluß liegende Steuerkanten eine Regclderen Druckgefälle, nicht jedoch von dem absoluten blende bilden, deren Druckgefälle von der Druck-Druck vor oder hinter der Blende ab. Als Blende waage auf einen vom jeweils anliegenden absoluten