DE1600876B2 - Hydraulisch betaetigter hauptsteuerschieber mit vom verstellweg eines druckabhaengigen servoventils abhaengigem hub des steuerkolbens - Google Patents

Description

dessen Hub durch den handbetätigten Stößel und durch den auf eine Ringfläche des Stufenkolbens wirkenden, im Raum über einer jeweils den Stirnseiten des Steuerkolbens zugerordneten Buchse herrschenden Druck geregelt wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird bei kompakter Bauweise und kleinen Federabmessungen erreicht, daß der Hauptsteuerschieber einen sehr engen Feinsteuerbereich durchläuft.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt ein Servoventil und die Schaltung, durch die es dem Hauptsteuerschieber zugeordnet ist, beide im Längsschnitt; die für einen vollständigen Steuerkreis zusätzlich erforderlichen Organe sind schematisch dargestellt.

Die der Feinsteuerung eines mit einem Arbeitsgerät, z. B. einer Ladeschaufel, verbundenen Arbeitszylinders 1 dienende Anordnung besteht im wesentlichen aus dem Hauptsteuerschieber 2 und den Servoventilen 3 und 3 a, die untereinander und mit dem Arbeitszylinder 1 durch Hydraulikleitungen 4, 4 a, 5, 5 a, 7 und 8 verbunden sind. Das zur Beaufschlagung des Arbeitszylinders erforderliche Drucköl wird von der Pumpe 9, das zur Verstellung des Hauptsteuerschieberkolbens 13 benötigte Drucköl von der Servopumpe 21 und Leitungen 5 und 5 α gefördert. Das nicht benötigte Drucköl der Pumpe 9 und der Servopumpe 21 fließt gegen den an den Überdruckventilen 10 bzw. 32 eingestellten Druck zu den Ölbehältern 10 bzw. 11 ab. In dem Gehäuse 12 des Hauptsteuerschiebers 2 ist der Hauptsteuerschieberkolben 13 verschiebbar gelagert. An seinen beiden Enden ist das Gehäuse 12 des Hauptsteuerschieberkolbens 13 durch die Abschlußdeckel 14 und 14 a abgeschlossen. In diesen sind die Buchsen 15 und 15 α gelagert, die zur Führung der Hilfskolben 16 und 16 α dienen. Die Federn 17 und 17 a stützen sich an ihren den Stirnseiten des Hauptsteuerschiebers 2 zugewandten Enden an der Innenseite der Abschlußdeckel 14 bzw. 14 a ab und übertragen ihre Federkraft über die auf die Ansätze 43 bzw. 43 a geschobenen topfförmigen Federteller 18 und 18 a und die Hilfskolben 16 und 16 α auf die beiden Stirnseiten des Hauptsteuerschieberkolbens 13, den die Federn 17 und 17 α somit in der Mittelstellung festhalten. Durch die Öffnungen 19 und 19 a wird den Hilfskolben 16 und 16 a Drucköl durch die an den Abschlußdeckeln 14 bzw. 14 a angeschlossenen Hydraulikleitungen 4 bzw. 4 a zugeführt. Der Hub des Hauptsteuerschieberkolbens 13 wird durch die Anschläge 39 bzw. 39 a begrenzt.

In dem Gehäuse 20 des Servoventils 3, das durch die Servopumpe 21 beaufschlagt wird, befindet sich der Stufenkolben 22, der mit einer Ringfläche 25 versehen ist. In die dem Stößel 23 zugewandte Stirnfläche 26 des Stufenkolbens 22 ist die Schraube 27 eingeschraubt, die mit ihrem Schraubenkopf 28 in den topfförmigen Federteller 29 eingreift, so daß die Spannung der zwischen der Stirnfläche 26 und der dem Schraubenkopf 28 zugewandten Fläche 30 des Federtellers 29 eingespannten Feder 6 eingestellt werden kann. Der Stößel 23 ist in der im Gehäuse 20 eingeschraubten Anschlußbuchse 31 geführt. Die Neutralstellung des Ventils wird durch die Rückstellfeder 24 bewirkt.

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Einrichtung ist wie folgt: Die Servopumpe 21 fördert gegen den am Überdruckventil 32 eingestellten maximalen Druck in den Ölbehälter 11. Durch die Leitungen 4 und 4 α sind die Anschlüsse 33 und 33 a der Servoventile 3 und 3 α mit den Räumen 34 und 34 α der Abschlußdeckel 14 und 14 α des Hauptsteuerschiebers 2 verbunden. Über die Bohrung 35 im Stufenkolben 22 des Servoventils 3 steht der Raum 34 α mit dem Ölbehälter 11 in Verbindung; eine entsprechende Anordnung gilt auch für den Raum 34. Wird nun der Stößel 23 des Servoventils 3 um ein gewisses Maß niedergedrückt, so wird zuerst über die Steuerkanten 36 und 36 a die Verbindung zum Ölbehälter 11 unterbrochen und dann über die Steuerkanten 37 und 38 des Stufenkolbens 22 bzw. des Gehäuses 20 und die Leitung 4 die Verbindung zwischen der Servopumpe 21 und dem Raum 34 a hergestellt. Der nun fließende Ölstrom verschiebt den Hilfskolben as 16 a gegen die Kraft der Feder 17, da der Raum 34 weiterhin Verbindung zum Ölbehälter 11 hat. Je weiter die Feder 17 zusammengedrückt wird, desto größer wird ihre Kraft und infolgedessen der im Servosteuerkreis benötigte Öldruck. Dieser Druck wirkt auf die Ringfläche 25 des Stufenkolbens 22 und verschiebt diesen gegen die Kraft der Feder 6, wobei vorausgesetzt ist, daß der Bedienungsmann den Stößel 23 in der anfangs gewählten Stellung festhält. Dadurch schließen die Steuerkanten 37 und 38 die Verbindung der Servopumpe 21 zum Raum 34 a. Die Steuerkanten 36 und 36 a bleiben bei diesem Vorgang ebenfalls geschlossen, so daß der Kolben 13 des Hauptsteuerschiebers 2 eine dem Weg des Stößels 23 proportionale Stellung behält; dieser Kolben bewegt sich erst weiter, wenn der Stößel 33 tiefer gedrückt wird. Übersteigt der durch die Feder 17 erzeugte Druck, der die Ringfläche 25 beaufschlagt, die maximale Kraft der Feder 6, so entsteht über dem Federteller 29 eine mechanische Verbindung zwischen dem Stößel 23 und dem Stufenkolben 22. Ohne den Willen des Bedienungsmannes können die Steuerkanten 37 und 38 nicht schließen, so daß der Kolben 13 des Hauptsteuerschiebers 2 infolge der Beaufschlagung durch den Servokolben 16 a auf den Anschlag 39 fährt und die Servopumpe 21 den am Überdruckventil 32 eingestellten Druck überwindet und zum Ölbehälter 11 fördert. Während des beschriebenen Arbeitsablaufs bleibt das Servoventil 3 α unbetätigt, so daß der Raum 34 mit dem Tank verbunden ist. Soll der Hauptsteuerschieberkolben 13 aus der Nullage heraus in die entgegengesetzte Richtung bewegt werden, so gilt der oben beschriebene Vorgang sinngemäß für das Servoventil 3 a.

Um jegliche unerwünschte Rückwirkung durch das sich in den Räumen 40 und 40 α sammelnde Lecköl auszuschließen, sind diese über die Leckölbohrungen 41 bzw. 41a und die Ringkanäle 42 und 42 a mit dem Ölbehälter 11 verbunden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Ausladen einer mit schwerem Gut beladenen Lade-Patentansprüche: schaufel in ein Fahrzeug und damit Beschädigungen zu verhindern. Das mit zunehmendem Durchmesser

1. Hydraulisch betätigter Hauptsteuerschieber des Steuerkolbens verbundene quadratische Anwachmit vom Verstellweg eines druckabhängigen Ser- 5 sen der vom Servodruckkreis beaufschlagten Flächen voventils abhängigem Hub des Steuerkolbens, bedingt die Anwendung sehr starker Federn, die growobei das Servoventil über einen Stößel von ße Toleranzen aufweisen und nur schwer oder gar Hand betätigt wird und die Stellung des Steuer- nicht mehr in einem Gehäuse üblicher Größe unterkolbens des Hauptsteuerschiebers proportional ist gebracht werden können. Die für eine Feinsteuerung dem Verstellweg am Servoventil, dadurchge- io erforderliche feinfühlige Verstellung des Steuerkolkennzeichnet, daß zur Betätigung des Steu- bens ist nicht mehr gewährleistet.

erkolbens (13) des Hauptsteuerschiebers (2) auf Bei einer bekannten Einrichtung wird der Schieber

diesen Kolben stirnseitig wirkende, der Rückstel- durch Magnete betätigt. Da hierbei die Rückstelllung und der stufenlosen Verstellung des Steuer- kräfte größer sind als die Magnetkraft, muß ein kolbens (13) dienende Druckfedern (17, YIa) 15 Hilfssteuerkreis vorgesehen werden, mit dem der und Hilfskolben (16, 16 d) vorgesehen sind, deren Schieber verstellt wird. Die Verstellung erfolgt gegen Beaufschlagung mit Druckflüssigkeit auf der verstellbare Endanschläge; die Verstellung kann einen oder anderen Stirnseite des Steuerkolbens nicht während der Betätigung des Schiebers erfolgen. (13) über den als Stufenkolben (22) ausgebildeten Eine Verstellung des Schiebers in beliebige Zwi-Kolben des Servoventils (3) erfolgt, dessen Hub 20 schenstellungen ist nicht möglich. Eine derartige Eindurch den von Hand betätigten Stößel (23) und richtung erfordert zudem einen erheblichen zusätzlidurch den auf eine Ringfläche (25) des Stufenkol- chen Aufwand.

bens (22) wirkenden, im Raum über einer jeweils Mit Stufenkolben ist eine weitere bekannte Ein-

den Stirnseiten des Steuerkolbens (13) zugeordne- richtung versehen, bei der der Kolben durch Beauften Buchse (15, 15 d) herrschenden Druck gere- 25 schlagung der verschiedenen Kolbenflächen je nach gelt ist. Belastungszustand in Endlagen verschoben wird.

2. Hydraulisch betätigter Hauptsteuerschieber Eine stufenlose Verstellung als Feinsteuerung, wobei nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber in jede beliebige Zwischenstellung gedie Buchsen (15, 15 a) zur Führung der Hilfskol- steuert wird, kann auch mit einer solchen Einrichben (16, 16 ä) dienen und auf den dem Steuerkol- 30 tung nicht erzielt werden.

ben (13) zugewandten Seiten mit als Anschlägen Ein eine feinfühlige Regulierung zulassendes Re-

(39, 39 d) dienenden Eindrehungen (40, 40 a) gelventil zeigt eine andere bekannte Einrichtung, die

und auf den den Druckfedern (17, 17 a) züge- zur Betätigung von Kupplungen mit vom Betäti-

wandten Seiten mit je einem topfförmig ausgebil- gungsweg abhängigem Öldruck dient, wodurch eine

dete Federteller (18, 18 d) aufnehmenden Ansatz 35 Uberbeanspruchung der Kupplung vermieden werden

(43 bzw. 43 a) versehen und über Abschlußdeckel soll. Somit dient dieses bekannte Regelventil als

(14, 14 d) mit dem Gehäuse (12) des Steuerschie- Sicherheitseinrichtung, die aber für die Verstellung

bers (2) verspannt sind. von Steuerschiebern mit beliebig einstellbaren Ver-

3. Hydraulisch betätigter Hauptsteuerschieber Stellwegen nicht geeignet ist, da mit ihr proportionale nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn- 40 Zwischenstellungen eines Hauptschiebers zu einem zeichnet, daß die in den Buchsen (15, 15 a) an- Servoventil nicht erzielt werden können, geordneten Eindrehungen (40, 40 a) zur Abfüh- Schließlich wird der Schieberkolben einer Steuerrung des Lecköls über Bohrungen (41, 41 a) und einrichtung bei einer außerdem bekannten Anordüber durch O-Ringe abgedichtete Ringkanäle nung durch Anschlagkolben, die mit Druckmittel be-(42, 42 d) mit in den Abschlußdeckeln (14, 14 a) 45 aufschlagt werden, in seiner Mittellage gehalten. An angeordneten Leckölanschlüssen verbunden den Enden des Schieberkolbens angeordnete Hilfsfesind. dem dienen, wie schon der Name ausdrückt, nur als

Hilfsglieder für das Festlegen des Schieberkolbens in

. seiner Mittellage bei fehlendem Druckmittel. Eine

50 Schaltfunktion haben diese Federn nicht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-

Die Erfindung betrifft einen hydraulisch betätigten gründe, für nicht mehr direkt von Hand zu verschie-Hauptsteuerschieber mit vom Verstellweg eines druck- bende Steuerschieber hydraulischer Anlagen eine Beabhängigen Servoventils abhängigem Hub des Steu- tätigungseinrichtung zu schaffen, bei der der Haupterkolbens, wobei das Servoventil über einen Stößel 55 Steuerschieber mittels des von Hand betätigten Servon Hand betätigt wird und die Stellung des Steuer- voventils einen bestimmten Hubbereich als festgelegkolbens des Hauptsteuerschiebers proportional ist ten Feinsteuerbereich durchläuft, in welchem der dem Verstellweg am Servoventil. Hauptsteuerschieber in jeder gewünschten Stellung

Es ist bekannt, Steuerschieber größerer Nennweite gehalten werden kann.

hydraulich zu verstellen und durch Federn in ihrer 60 Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß neutralen Mittelstellung festzuhalten. Hierbei werden dadurch, daß zur Betätigung des Steuerkolbens des Zentrierfedern mit möglichst steiler Kennlinie ver- Hauptsteuerschiebers auf diesen Kolben stirnseitig wendet, um mit Hilfe von druckabhängigen, handbe- wirkende, der Rückstellung und der stufenlosen Vertätigten Servoventilen eine dem Handweg am Servo- stellung des Steuerkolbens dienende Druckfedern ventil proportionale Stellung des Hauptsteuerschie- 65 und Hilfskolben vorgesehen sind, deren Beaufschlabers und damit eine Feinsteuerung des angeschlosse- gung mit Druckflüssigkeit auf der einen oder anderen nen Verbrauchers zu erzielen. Derartige Feinsteue- Stirnseite des Steuerkolbens über den als Stufenkolrungen sind z.B. angebracht, um ein zu plötzliches ben ausgebildeten Kolben des Servoventils erfolgt,