DE3813020A1 - Vorrichtung zur vorschubsteuerung einer hydraulischen stelleinrichtung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vorschubsteuerung einer hydraulischen Stelleinrichtung in gegenläufigen Richtungen und verschiedenen Vorschubgeschwindigkeiten der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE 34 22 978 A1) weist das vorgesteuerte Proportionalwegeventil, das im allgemeinen aus einem von einem Proportionalmagneten betätigten Vorsteuerventil und einem von letzterem gesteuerten Hauptsteuerventil besteht, insgesamt vier gesteuerte Arbeitsanschlüsse auf, welche von den vier gesteuerten Arbeitsanschlüssen des Hauptsteuerventils gebildet werden. Der Steuerschieber des Hauptsteuerventils, der bei ungesteuertem Proportionalwegeventil in einer federzentrierten Mittelstellung gehalten wird, kann über das Vorsteuerventil in eine erste Steuerschieberposition auf der einen Seite der Mittelstellung und in eine zweite Steuerschieberposition auf der anderen Seite seiner Mittelstellung verfahren werden. Die Bewegungsrichtungen des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder sind in der ersten und zweiten Steuerschieberposition einander entgegengesetzt. Je nachdem von dem Steuerschieber eingestellten Drosselquerschnitt der Meßblende können in jeder Steuerschieberposition unterschiedliche Vorschubgeschwindigkeiten des Arbeitskolbens erzielt werden. Im allgemeinen sind in jeder Steuerschieberposition zwei Vorschubgeschwindigkeiten, nämlich Eilgang vorwärts (EV) und Arbeitsvorschub vorwärts (AV) in der ersten Steuerschieberposition und Eilgang rückwärts (ER) und Arbeitsvorschub rückwärts (AR) in der zweiten Steuerschieberposition, möglich, wobei die Umschaltung von EV auf AV und von AR auf ER abhängig von der Stellung der aus- bzw. einfahrenden Kolbenstange des Arbeitszylinders erfolgt.

Die den Volumenstrom zu bzw. von dem Arbeitszylinder regelnde Druckwaage sorgt in Verbindung mit der Einrichtung zum Vorgeben eines Gegenhaltedruckes für den Arbeitskolben in der Kolbenstangenkammer für einen von Last- und Druckschwankungen unabhängigen konstanten Arbeitsvorschub, wobei die Druckwaage bei AV als Primär- oder Zulaufdruckwaage im Zulaufstrom zum Arbeitszylinder und bei AR als Sekundär- oder Ablaufdruckwaage im Ablaufstrom vom Arbeitszylinder wirkt. In der Ablaufschaltung übernimmt die Druckwaage in Verbindung mit der Drosselwirkung der Meßblende noch die Gegenhaltefunktion für den Arbeitskolben, indem sie einen bestimmten Gegendruck in der Kolbenkammer bei der Einzugbewegung des Kolbens aufrechterhält. Die Vorrichtung zum Vorgeben eines Gegenhaltedrucks in der Kolbenstangenkammer ist als steuerbares Druckbegrenzungsventil und die Druckwaage ist als 2-Wegeventil mit 4/2-Wegemagnetventil zur Umschaltung der Druckwaage von Primär- in Sekundäranordnung und umgekehrt ausgebildet.

Für den EV des Arbeitskolbens in der ersten Steuerschieberposition und für den ER des Arbeitskolbens in der zweiten Steuerschieberposition ist zur Umgehung des Druckbegrenzungsventils jeweils ein Rückschlagventil erforderlich, wobei ein Rückschlagventil zwischen der Kolbenstangenkammer und der Druckquelle und ein Rückschlagventil zwischen der Kolbenstangenkammer und dem vierten Arbeitsanschluß des Proportionalwegeventils angeordnet ist. Die Durchflußrichtung des erstgenannten Rückschlagventils ist von der Kolbenstangenkammer zu der Druckquelle und die des zweitgenannten Rückschlagventils von dem vierten Arbeitsanschluß des Proportionalwegeventils zu der Kolbenstangenkammer gerichtet. Das Verhältnis der Kolbenflächen des Arbeitskolbens beträgt mindestens 1,5 : 1, wobei die größere Kolbenfläche die Kolbenkammer und die kleinere Kolbenfläche die Kolbenstangenkammer begrenzt, und ermöglicht eine sog. Tauchkolbenschaltung, bei welcher das von dem Arbeitskolben bei EV ausgeschobene Drucköl unmittelbar wiederum der Druckseite, z.B. der Druckquelle zugeführt wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Vorschubsteuerung einer hydraulischen Stelleinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß durch den neu geschaffenen fünften Arbeitsanschluß im Proportionalwegeventil und die zusätzliche dritte Steuerschieberposition für den Eilgang vorwärts (EV) die Umgehung der Gegenhaltedruckeinrichtung über das Proportionalwegeventil gesteuert wird und damit die beiden Rückschlagventile bei der bekannten Vorrichtung eingespart werden. Dabei ist das an sich bekannte 4/3- Proportionalwegeventil, wie dies in der DE 28 40 831 C2 oder in der Literaturstelle "Bosch-Hydraulik, Proportionalventile, Hydraulik in Theorie und Praxis 1983, Robert Bosch GmbH, Geschäftsbereich K 6 Hydraulik", beschrieben ist, nur geringfügig zu modifizieren, indem die Verbindung zwischen den äußeren beiden Ringkanälen, von denen der eine mit einem Arbeitsanschluß in Verbindung steht, gesperrt und zu dem anderen Ringkanal eine Bohrung geführt wird, die den zusätzlichen fünften Arbeitsanschluß bildet. Der letztgenannte Ringkanal wird noch zusätzlich in seiner axialen Breite vergrößert und die Druckabgriffsbohrungen im Steuerschieber und im Gehäuse des Proportionalwegeventils zur Ansteuerung der beiden Steueranschlüsse werden geändert. Dadurch kann ohne allzu großen konstruktiven Aufwand auf das bewährte 4/3-Proportionalwegeventil zurückgegriffen werden. Durch die Zuordnung der äußersten Steuerschieberposition zu dem Eilgang vorwärts (EV) läuft der Steuerschieber über die erste Steuerschieberposition für den Arbeitsschub vorwärts (AV) bevor er EV auslöst. Dadurch wird ein weiches Ausfahren des Arbeitskolbens mit geringer Geschwindigkeitszunahme auch im Eilgang erzielt. Außerdem werden Geschwindigkeitsspitzen vermieden, die im umgekehrten Fall, also bei Anordnung der dritten Steuerschieberposition unmittelbar neben der Mittelstellung, beim Zurückschalten von AV auf Mittelstellung infolge Überfahrens der EV-Stellung auftreten würden.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich dadurch, daß in der dritten Steuerschieberposition für den Eilvorgang (EV) der vierte Arbeitsanschluß, der mit der Gegenhaltedruckeinrichtung in Verbindung steht, abgeschlossen ist. Dadurch wird das beim Tauchkolbenbetrieb im Eilgang vorwärts (EV) vom Kolbenstangenraum des Arbeitszylinders zurückfließende Drucköl sofort wieder dem Kolbenraum zugeführt. Bei einer Vielzahl der Vorschubeinheiten z.B. in Tranferstraßen kann damit der von der Hydraulikpumpe zu liefernde Ölstrom erheblich verkleinert werden. Bei der eingangs beschriebenen bekannten Vorrichtung hingegen strömt im EV durch das bei üblichen Einstelldrücken schon im EV geöffnete Druckbegrenzungsventil ein Teil des Drucköls aus dem Kolbenstangenraum des Arbeitszylinders über den vierten Arbeitsanschluß zum Entlastungsraum bzw. Öltank anstelle zum Kolbenraum des Arbeitszylinders. Dieser zum Tank abfließende Ölstrom muß durch die Hydraulikpumpe zusätzlich geliefert werden. Durch das Unterbinden eines Ölstromes durch das Druckbegrenzungsventil im EV wird auch die Verlustleitung beseitigt, die durch die starke Temperaturhöhe im Falle des Durchströmens des Druckbegrenzungsventils im EV infolge des relativ hohen Druckgefälles dort entsteht.

Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Verringerung der zu installierenden elektrischen Antriebsleistung, des Pumpenförderstroms bzw. der Speichergröße sowie der Kühlleistung. Dies bedeutet - insbesondere bei einer größeren Anzahl von Vorschubantrieben in einer Maschine, z.B. Transferstraße - einen kleineren Elektromotor zum Antrieb der Förderpumpe, eine kleinere Förderpumpe und/oder einen kleineren Speicher sowie einen kleineren Ölkühler bzw. Wegfall desselben.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung zur Vorschubsteuerung möglich.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 2. Die Rückspeisung des aus der Kolbenstangenkammer des Arbeitszylinders bei Tauchkolbenbetrieb (Eilgang vorwärts EV) abfließenden Drucköls erfolgt bei dieser Ausführungsform nach der Druckwaage. Dadurch wird der Durchflußstrom durch die Druckwaage kleiner als bei der bekannten Vorrichtung. Bei Arbeitszylindern mit einem Kolbenflächenverhältnis von 2 : 1 beträgt der Durchflußstrom durch die Druckwaage nur noch die Hälfte. Diese kann dadurch in einer kleineren Nenngröße ausgeführt werden. Die Vorrichtung weist nur noch drei Bauteile auf, nämlich das vorgesteuerte Proportionalwegeventil, das steuerbare Druckregelventil und die Gegenhaltedruckeinrichtung, die vorzugsweise als steuerbares Druckbegrenzungsventil ausgeführt ist. Diese wenigen Bauteile ermöglichen die Ausführung der Vorrichtung als Steuerblock mit kleinstmöglichem Steuerblockvolumen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 3. In der ersten Steuerschieberposition ist ein konstanter Arbeitsvorschub vorwärts (AV) bei Wahrung der vollen Funktion von Druckwaage und Gegenhaltedruckeinrichtung möglich.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 4. In der zweiten Steuerschieberposition ist je nach Freigabe des Drosselquerschnitts der Meßblende durch den Steuerschieber Eilgang rückwärts (ER) und Arbeitsvorschub rückwärts (AR) möglich, wobei die zwischen dem zweiten und dritten Arbeitsanschluß eingeschaltete Drossel Gegenhaltefunktion übernimmt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 5. Bei dieser Ausführungsform ist die Druckwaage zwischen Proportionalwegeventil und Arbeitszylinder angeordnet. Durch ein 4/2-Wegeventil kleiner Nenngröße ist die Druckwaage bei Vorlauf des Arbeitskolbens in Zulaufsteuerung und bei Rücklauf des Arbeitskolbens in Ablaufsteuerung geschaltet. Die Druckwaage übernimmt damit beim Einfahren des Arbeitskolbens in den Arbeitszylinder gleichzeitig die Funktion der Gegenhaltedruckeinrichtung in großer Nenngröße.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 8. Auch hier ist die Druckwaage zwischen dem Proportionalwegeventil und dem Arbeitszylinder angeordnet, jedoch entfällt das 4/2-Wegeventil zum Umschalten der Druckwaage. Dieses wird durch den Steuerschieber des Proportionalwegeventils bewirkt. Die Anordnung der Druckabgriffsbohrungen im Gehäuse ergibt dabei automatisch bei Vor- und Rücklauf des Arbeitskolbens die erforderliche Zuordnung der Differenzdrücke an der Meßblende zu den entsprechenden Steuereingängen der Druckwaage. Damit werden auch hier nur drei Bauteile benötigt, die mit Hilfe eines kleinstmöglichen Steuerblocks verschaltbar sind.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 13. Durch die Anordnung der Druckwaage zwischen dem vierten Ventilanschluß und der Kolbenstangenkammer wird die Gegenhaltefunktion der Gegenhaltedruckeinrichtung bei Ausschub der Kolbenstange von der Druckwaage übernommen. Dadurch entfällt die Gegenhaltedruckeinrichtung und die gesamte Vorrichtung besteht nur noch aus zwei Bauteilen. Das Anschlußlochbild des Proportionalwegeventils und damit der Gesamtvorrichtung ist ein genormtes Wegeventil-Anschlußlochbild, wodurch ein Leitungsanschluß über eine konventionelle Anschlußplatte möglich ist.

Die Druckwaage wird nur bei Arbeitsschub vorwärts und rückwärts durchströmt. Dadurch ergibt sich für die Druckwaage nur eine kleine Nenngröße. Im Eilvorgang vorwärts (EV) wird der nicht federvorgespannte Steuereingang der Druckwaage druckbeaufschlagt und der andere Steuereingang entlastet. Dadurch ist die Druckwaage im EV geschlossen. Bei AV-Beginn regelt die Druckwaage vom geschlossenen zum offenen Zustand, d.h. es tritt kein Anfahrsprung auf.

Für den Arbeitskolben-Rücklauf ist für den Eilgang eine vierte Steuerschieberposition vorgesehen. Beim Eilgang rückwärts (ER) ist die Druckwaage ebenfalls geschlossen. Beim Übergang von ER auf Arbeitsvorschub rückwärts AR wird die Druckwaage aufgesteuert, so daß auch hier kein Anfahrsprung bei AR-Beginn auftritt. Die Gegenhaltekraft bei AR ergibt sich durch den Druckabfall in der zwischen dem zweiten und dritten Arbeitsanschluß des Proportionalwegeventils eingeschalteten Drossel.

Die Druckwaage wirkt bei AV als Sekundär- oder Ablaufdruckwaage und bei AR als Primär- oder Zulaufdruckwaage. Die Steuerkantengeometrie des Steuerschiebers des Proportionalwegeventils gewährleistet dabei, daß jeweils die an der Meßdrossel sich einstellende Druckdifferenz in richtiger Zuordnung an den Steuereingängen der Druckwaage liegt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 18. Durch diese Maßnahmen besteht in der Mittelstellung des Proportionalwegeventils eine Verbindung zwischen der Druckquelle und dem nicht federvorgespannten Steuereingang der Druckwaage. Damit ist die Druckwaage geschlossen. Bei Beginn der Arbeitsvorschubbewegung vorwärts oder rückwärts öffnet die Druckwaage. Der Arbeitsvorschub beginnt somit anfahrsprungfrei.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 19. Durch diese Verbindungen der angegebenen Arbeitsanschlüsse wird ein Wegkriechen des Arbeitskolbens in der Mittelstellung des Steuerschiebers bei nicht angesteuertem Proportionalwegeventil vermieden.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1, 3 und 5 jeweils ein Schaltbild einer Vorrichtung zur Vorschubsteuerung einer hydraulischen Stelleinrichtung gemäß einem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2, 4 und 6 jeweils eine Seitenansicht eines Proportional­ wegeventils der Vorrichtung gemäß Fig. 1 bzw. 3 bzw. 5, teilweise geschnitten,

Fig. 7 ein Schaltbild einer Vorrichtung zur Vorschub­ steuerung einer hydraulischen Stelleinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 eine Seitenansicht der Vorrichtung in Fig. 7, teilweise geschnitten.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1 im Schaltbild dargestellte Vorrichtung dient zur Vorschubsteuerung einer hydraulischen Stelleinrichtung in gegenläufigen Richtungen mit verschiedenen Vorschubgeschwindigkeiten. Die hydraulische Stelleinrichtung weist einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder 10 mit einem darin axial verschieblichen Arbeitskoben 11 auf. Der Arbeitskolben 11 begrenzt mit einer ersten Kolbenfläche 11 a eine Kolbenkammer 12 und mit einer gegenüberliegenden zweiten Kolbenfläche 11 b eine Kolbenstangenkammer 13, aus welcher eine mit dem Arbeitskolben 11 fest verbundene Kolbenstange 48 durch Vorschub des Arbeitskolbens 11 in gegenläufige Richtungen aus- und einschiebbar ist. Die Kolbenfläche 11 a ist größer als die Kolbenfläche 11 b, wobei sich das Verhältnis der Kolbenflächen 11 a zu 11 b mindestens wie 1,5 : 1 verhält, so daß ein sog. Tauchkolbenbetrieb möglich ist, bei welchem das aus der Kolbenstangenkammer 13 ausgeschobene Druck- oder Steueröl unmittelbar wieder der Kolbenkammer 12 zugeführt wird.

Die Vorrichtung zur Vorschubsteuerung der hydraulischen Stelleinrichtung weist ein Proportionalwegeventil 14 in vorgesteuerter Bauweise auf. Es besteht aus einem Vorsteuerventil 15, das von einem Proportionalmagneten 16 betätigt wird und aus einem Hauptsteuerventil 17 mit einem hydraulisch betätigten Steuerschieber 18, der in seiner neutralen Mittelstellung 0 federzentriert ist. Aufbau und Wirkungsweise des Vorsteuerventils 15 mit Proportionalmagneten 16 in Verbindung mit einem, allerdings dort als 4/3-Wegeventil ausgebildeten Hauptsteuerventil 17 ist in der DE 28 40 831 C2 beschrieben. Sowohl am Vorsteuerventil 15 als auch am Hauptsteuerventil 17 ist ein Wegaufnehmer 19 bzw. 20 vorgesehen, der den Hub des Vorsteuerschiebers bzw. den Hub des Steuerschiebers 18 im Hauptsteuerventil 17 sensiert.

Das Proportionalwegeventil 14 ist ein 5/4-Wegeventil mit fünf gesteuerten Arbeitsanschlüssen P, T, B, A und A 1 sowie zwei gesteuerten Steueranschlüssen C 1 und C 2 und mit zwei weiteren Steueranschlüssen X und Y zur externen Steuerölzu- bzw. -abführung. Von den gesteuerten Arbeitsanschlüssen ist der Arbeitsanschluß P mit einer Druckquelle 21 verbunden, die eine mit einem Drucköl- oder Steueröltank verbundene Förderpumpe, evtl. kombiniert mit einem Druckspeicher, sein kann, der Arbeitsanschluß T mit einem Entlastungsraum, hier dem Steueröltank 22, der Arbeitsanschluß B mit der Kolbenkammer 12 des Arbeitszylinders 10, der Arbeitsanschluß A mit der Kolbenstangenkammer 13 des Arbeitszylinders 10 und der fünfte Arbeitsanschluß A 1 ebenfalls mit der Kolbenstangenkammer 13. Die Steueranschlüsse C 1 und C 2 dienen dem Anschluß einer sog. Druckwaage 23, die in Fig. 1 von einem steuerbaren Druckregelventil 24 gebildet ist. In der Verbindungsleitung 25 zwischen dem Arbeitsanschluß A und der Kolbenstangenkammer 13 ist eine Einrichtung 26 zur Vorgabe eines Gegenhaltedruckes in der Kolbenstangenkammer 13 beim Vorschieben des Arbeitskolbens 11 in Fig. 1 nach links angeordnet. Diese Einrichtung 26 wird hier von einem steuerbaren Druckbegrenzungsventil 47 gebildet, dessen Steuereingang mit der Kolbenkammer 12 in Verbindung steht.

Der Steuerschieber 18 zum Steuern der einzelnen Arbeitsanschlüsse P, T, B, A und A 1 sowie beider Steueranschlüsse C 1 und C 2 ist in einer Axialbohrung 27 eines Ventilgehäuses 28 axial verschieblich geführt. Die Arbeitsanschlüsse und Steueranschlüsse stehen über Stichkanäle mit jeweils einem Ringkanal im Ventilgehäuse 28 in Verbindung. Dabei liegt an einem mittleren Ringkanal 29 der Arbeitsanschluß B, während die beiden Arbeitsanschlüsse T und P an beidseitig des mittleren Ringkanals 29 liegenden Ringkanälen 30, 31 angeschlossen sind. Neben diesen beiden Ringkanälen 30, 31 liegt jeweils weiter nach außen ein Ringkanal 32 bzw. ein Ringkanal 33. Beide sind in ihrer axialen Breite wesentlich größer bemessen als die Ringkanäle 29-31. Der Ringkanal 32 steht mit dem Arbeitsanschluß A und der Ringkanal 33 mit dem Arbeitsanschluß A 1 in Verbindung. Neben den beiden Ringkanälen 32 und 33 liegt jeweils noch nach außen versetzt ein schmaler Ringkanal 34 bzw. ein schmaler Ringkanal 35 mit Verbindungen zu den Steueranschlüssen C 1 und C 2. Zum Schließen und Freigeben der Ringkanäle 29-35 trägt der Steuerschieber 18 in bekannter Weise eine Vielzahl von Steuerabschnitten mit darauf befindlichen Steuerflächen, die von Steuerkanten begrenzt sind. Bei nicht angesteuertem Proportionalwegeventil 14 befindet sich der Steuerschieber 18 durch die beiden Zentrierfedern 36 und 37 in seiner neutralen Mittelstellung 0, in welcher alle Arbeitsanschlüsse und Steueranschlüsse abgesperrt sind. Diese Stellung des Steuerschiebers 18 ist in Fig. 1 und 2 dargestellt. Aus dieser Mittelstellung 0 ist der Steuerschieber 18 zu beiden Seiten hin in eine erste und zweite Steuerschieberposition 1 und 2 sowie über die Steuerschieberposition 1 hinweg in eine dritte Steuerschieberposition 3 verschiebbar.

Wie aus Fig. 1 und Fig. 2 ohne weiteres zu erkennen ist, ist in der ersten Steuerschieberposition 1, die den Arbeitsvorschub vorwärts (AV) des Arbeitskolbens 11 in Fig. 1 nach links bewirkt, der Arbeitsanschluß P mit dem Arbeitsanschluß B und der Arbeitsanschluß T mit dem Arbeitsanschluß A verbunden. Der Arbeitsanschluß A 1 und der Steueranschluß C 2 sind abgesperrt. In der Verbindung zwischen dem Arbeitsanschluß P und dem Arbeitsanschluß B ist eine Meßblende 38 eingeschaltet, deren Druckdifferenz an den Steuereingängen der Druckwaage 23 liegt. Hierzu sind die beiden Steueranschlüsse C 1 und C 2 miteinander verbunden und an dem Steuereingang des Druckregelventils 24 angeschlossen. Außerdem sind der Ringkanal 29 und ein dem Ringkanal 34 vorgelagerter Axialbohrungsabschnitt 27 a über eine Bohrung 39 miteinander verbunden. Der Axialbohrungsabschnitt 27 a wird in der ersten Steuerschieberposition 1 aufgesteuert und mit dem an C 2 liegenden Ringkanal 34 verbunden.

In der dritten Steuerschieberposition 3, die den Eilvorschub vorwärts (EV) des Arbeitskolbens 10 - in Fig. 1 nach links - bewirkt, sind die Arbeitsanschlüsse P und A 1 miteinander und über eine Meßblende 40 mit dem Arbeitsanschluß B verbunden.

Die Meßblende 40 wird konstruktiv ebenfalls von der die Meßblende 38 bildenden Steuerkantenphase 41 am Steuerschieber 18 realisiert (Fig. 2). Der Steueranschluß C 1 ist wiederum über die Bohrung 39 mit dem stromabwärts der Drossel 40 liegenden Arbeitsanschluß B verbunden. Der Arbeitsanschluß A und der Steueranschluß C 2 sind abgeschlossen.

In der zweiten Steuerschieberposition 2, die einerseits den Eilgang rückwärts (ER) und andererseits den Arbeitsvorschub rückwärts (AR), je nach axialer Verschiebestellung des Steuerschiebers 18, bewirkt, ist der Arbeitsanschluß P mit dem fünften Arbeitsanschluß A 1 verbunden, und zwar über eine Meßblende 42, die durch die Steuerkantenanphasung 43 am Steuerschieber 18 (Fig. 2) realisiert wird. Außerdem sind die beiden Arbeitsanschlüsse T und B über eine Drossel 44 miteinander verbunden, die durch die Steuerkantenphase 45 des Steuerschiebers 18 (Fig. 2) gebildet wird. Der Arbeitsanschluß A ist ebenso wie der erste Steueranschluß C 1 abgesperrt. Der zweite Steueranschluß C 2 ist mit dem stromabwärts der Meßblende 42 liegenden Arbeitsanschluß A 1 verbunden. Dies wird durch eine Bohrung 46 bewirkt (Fig. 2), die den Ringkanal 33 mit einem dem Ringkanal 35 vorgelagerten Axialbohrungsabschnitt 27 b verbindet, der in der zweiten Steuerposition 2 gegenüber dem Arbeitsanschluß C 2 aufgesteuert wird. Je nach axialer Verschiebung des Steuerkolbens 18 wird der Drosselquerschnitt von Meßblende 42 und Drossel 44 vergrößert oder verkleinert, wodurch der Übergang von ER nach AR und umgekehrt bewirkt wird. Die Drossel 44 übernimmt bei der Einzugsbewegung der Kolbenstange 48 die gleiche Funktion der Begrenzung des Gegenhaltedrucks in der Kolbenkammer 12 wie das Druckregelventil 24 bei der Ausschubbewegung der Kolbenstange 48 bezüglich der Kolbenstangenkammer 13.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung läßt sich aus dem Schaltbild der Fig. 1 ohne weiteres ablesen und sei daher hier nur kurz angerissen. Um den Arbeitskolben 11 in Fig. 1 in EV zu steuern, wird das Proportionalwegeventil 14 in seine dritte Steuerschieberposition 3 gesteuert. Die Kolbenkammer 12 wird über das Druckregelventil 24 von der Druckquelle 21 mit Druck beaufschlagt. Der Arbeitskolben 11 läuft im Tauchkolbenbetrieb nach links, wodurch das Steueröl in der Kolbenstangenkammer 13 ausgeschoben wird. Da der Arbeitsanschluß A gesperrt und auch das Druckbegrenzungsventil 47 geschlossen ist, wird das ausgeschobene Steueröl über den fünften Arbeitsanschluß A 1 wieder dem mit dem ersten Arbeitsanschluß P verbundenen Ringkanal 31 zugeführt und gelangt über die Meßblende 40 und den Ringkanal 29 wieder in die Kolbenkammer 12. Die an der Meßblende 40 abfallende Druckdifferenz liegt über den Steueranschluß C 1 an dem Steuereingang des Druckregelventils 24, so daß unabhängig von Druckschwankungen auf der Druckquellenseite oder von Lastschwankungen an der Kolbenstange 48 stets ein konstantes Druckgefälle über die Meßblende 40 wirksam ist und somit eine konstanter Volumenstrom für EV im Arbeitszylinder 10 zur Verfügung steht.

Wird nunmehr der Steuerschieber 18 in seine erste Schieberposition 1 umgeschaltet, so wird die Meßblende 38 in die Verbindung zwischen den Arbeitsanschlüssen P und B eingeschaltet. Der Drosselquerschnitt zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen P und B wird damit wesentlich verringert, so daß nun ein für den AV erforderlicher kleiner Volumenstrom zur Kolbenkammer 12 fließt. Das Druckregelventil 24 hält dabei in gleicher Weise den Volumenstrom konstant. Zusammen mit dem nunmehr infolge des Öffnens des Arbeitsanschlusses A und des Schließens des Arbeitsanschlusses A 1 wirksamen Druckbegrenzungsventil 47 läuft der Arbeitskolben 11 mit konstanter Vorschubgeschwindigkeit vorwärts, in Fig. 1 nach links. Das ausgeschobene Steueröl fließt über das Druckbegrenzungsventil 47 zum Steueröltank 22.

An den AV schließt sich der AR dadurch an, daß das Proportionalwegeventil 14 in seine zweite Steuerschieberposition 2 umgesteuert wird. Nunmehr strömt Steueröl über den Steueranschluß P und die Meßblende 42 zum Arbeitsanschluß A 1 und gelangt von dort unter Umgehung des Druckbegrenzungsventils 47 in die Kolbenstangenkammer 13. Die Kolbenkammer 12 ist über die Arbeitsanschlüsse B und T und über die dazwischen sich befindliche Drossel 44 an den Steueröltank 22 angeschlossen. Die über die Meßblende 42 abfallende Druckdifferenz bewirkt eine entsprechende Einstellung des Druckregelventils 24, während die Drossel 44 einen bestimmten Gegenhaltedruck in der Kolbenkammer 12 aufrechterhält. Der Arbeitskolben 11 bewegt sich mit konstanter Vorschubgeschwindigkeit in Fig. 1 nach rechts, wobei die Kolbenstange 48 eingefahren wird. Wird nunmehr durch stärkere Erregung des Proportionalmagneten 16 im Vorsteuerventil 15 der Steuerschieber 18 in Fig. 2 etwas stärker nach links gefahren, so vergrößert sich der zwischen den Arbeitsanschlüssen P und A 1 und T und B wirksame Drosselquerschnitt. Der zur Kolbenstangenkammer 13 strömende Volumenstrom wird wesentlich größer und der Gegenhaltedruck in der Kolbenkammer 12 nimmt ab. Der Arbeitskolben 11 bewegt sich im Eilgang rückwärts (ER) in Einzugsrichtung der Kolbenstange 48.

Wie ein Vergleich zu einem bekannten Proportionalwegeventil zeigt, wie dies beispielsweise in der DE 28 40 831 C2 beschrieben ist, unterscheidet sich das Hauptsteuerventil 17 gemäß Fig. 2 von dem bekannten Hauptsteuerventil nur durch geringfügige konstruktive Änderungen. Die bei dem bekannten Hauptsteuerventil vorhandene Verbindung zwischen den Ringkanälen 32 und 33 ist entfernt und der Ringkanal 33 über ein Bohrung an den fünften Arbeitsanschluß A 1 angeschlossen. Außerdem ist die axiale Breite der Ringkanäle 32 und 33 etwas vergrößert sowie die einzelnen Ringkanäle 29-33 mit anderen Arbeitsanschlüssen belegt. Mit diesen wenigen konstruktiven Änderungen kann das bekannte Proportionalwegeventil auch für die beschriebene Vorschubsteuereinrichtung verwendet werden.

Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung zur Vorschubsteuerung des Arbeitszylinders 10 stimmt weitgehend mit der zu Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung überein. Ebenso ist das in Fig. 4 dargestellte, in der Vorrichtung gemäß Fig. 3 eingesetzte Proportionalwegeventil 114 bis auf geringfügige konstruktive Abänderungen identisch mit dem in Fig. 2 dargestellten Proportionalwegeventil 14. Gleiche Bauteile sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur insoweit um die Bezugszahl 100 vergrößert, als Bauteile konstruktiv verändert worden sind.

Im Unterschied zu Fig. 1 ist bei der Vorrichtung nach Fig. 3 die Druckwaage 23 nicht als Druckminderventil dem Arbeitsanschluß P vorgeschaltet, sondern als 2-Wegeventil 50 ausgebildet, das in die Verbindungsleitung 49 zwischen dem Arbeitsanschluß B und der Kolbenkammer 12 des Arbeitszylinders 10 eingeschaltet ist. Das 2-Wegeventil 50 hat einen Steuerkolben 51, der stirnseitig jeweils über einen ersten Steuereingang 52 und über einen zweiten Steuereingang 53 mit Steueröl beaufschlagbar ist. Außerdem ist der Steuerkolben 51 mit einer Steuerfeder 54 beaufschlagt, die in gleicher Richtung wirkt wie ein im ersten Steuereingang 52 eingesteuerter Druck. Dies wird als Federvorspannung des ersten Steuereingangs 52 bezeichnet. Die Steueranschlüsse C 1 und C 2 des Proportionalwegeventils 114 sind wiederum miteinander verbunden und gemeinsam an einem Arbeitsanschluß eines 4/2-Wegemagnetventils 55 angeschlossen. Ein zweiter Arbeitsanschluß des Ventils 55 ist mit der Verbindungsleitung 49 zwischen Arbeitsanschluß B des Proportionalwegeventils 114 und 2-Wegeventils 50 verbunden. Von den beiden anderen Arbeitsanschlüssen des Ventils 55 ist einer mit dem ersten Steuereingang 52 und der andere mit dem zweiten Steuereingang 53 des 2-Wegeventils 50 verbunden. Das 4/2-Wegemagnetventil 55 wird entsprechend der Ansteuerung des Proportionalwegeventils 114 zum Vorwärts- oder Rückwärtsvorschub des Arbeitskolbens 11 umgesteuert, so daß die an den Meßblenden 38, 40, 42 abfallende Druckdifferenz stets so an dem 2-Wegeventil 50 liegt, daß der kleinere Druckwert den ersten Steuereingang 52 und der größere Druckwert den zweiten Steuereingang 53 beaufschlagt. Dabei befindet sich die von dem 2-Wegeventil 50 gebildete Druckwaage 23 bei AV und EV in Primär- oder Zulaufanordnung und bei AR und ER in Sekundär- oder Ablaufanordnung. Durch Umschalten des 4/2-Wegemagnetventils 55 wird dabei die Druckdifferenz immer richtig den Steuereingängen 52, 53 zugeordnet. Die Wirkungsweise der in Fig. 3 dargestellten Druckwaage 23 in Verbindung mit dem Druckbegrenzungsventil 47 ist in der DE 34 22 978 A1 ausführlich beschrieben, und auch die Vorteile einer solchen Druckwaage 23 sind dort herausgestellt.

Das Proportionalwegeventil 114 ist insoweit gegenüber dem Proportionalwegeventil 14 in Fig. 1 und 2 modifiziert, als die Verbindungen der Steueranschlüsse C 1 und C 2 zu den Arbeitsanschlüssen in den Steuerschieberpositionen 1-3 modifiziert sind. In der dritten Steuerschieberposition 3 (EV) ist der erste Steueranschluß C 1 abgesperrt und der zweite Steueranschluß C 2 mit dem stromaufwärts der Meßblende 40 liegenden ersten Steueranschluß P verbunden. Hierzu mündet eine Bohrung 56 (Fig. 4) einerseits in dem Ringkanal 31 und andererseits in einem zwischen dem Ringkanal 33 und dem Ringkanal 35 von dem Steuerschieber 18 abgetrennten Bohrungsabschnitt 27 c, der von dem Steuerschieber 18 in der dritten Steuerschieberposition 3 zu dem Ringkanal 35 hin aufgesteuert wird. In der ersten Steuerschieberposition 1 (AV) ist wiederum der erste Steueranschluß C 1 abgesperrt und der zweite Steueranschluß C 2 mit dem stromaufwärts der Meßblende 38 liegenden Arbeitsanschluß P verbunden. Auch dies geschieht über die Steuerbohrung 56. In der zweiten Steuerschieberposition 2 (ER/AR) ist der Steueranschluß C 2 abgesperrt und der Steueranschluß C 1 mit dem stromabwärts der Meßblende 42 liegenden Arbeitsanschluß T verbunden. Hierzu ist im Ventilgehäuse 28 eine Bohrung 57 angeordnet, die einerseits in dem Ringkanal 30 und andererseits in einem zwischen den beiden Ringkanälen 32 und 34 liegenden Axialbohrungsabschnitt 27 d mündet, der in der zweiten Steuerschieberposition 2 zu dem Ringkanal 34 hin geöffnet wird. Die räumliche Lage der beiden äußersten Ringkanäle 34, 35 im Ventilgehäuse 28 ist bei gleicher Steuergeometrie des Steuerschiebers 18 notwendigerweise gegenüber Fig. 2 modifiziert. Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 3 mit dem Proportionalwegeventil 114 gemäß Fig. 4 ist identisch wie zuvor beschrieben.

Die Vorschubsteuervorrichtung gemäß Fig. 5 in Verbindung mit dem in Fig. 6 dargestellten Proportionalwegeventil 214 ist gegenüber der Vorrichtung in Fig. 3 insofern modifiziert, als das 4/2-Wegemagnetventil 55 in Fig. 3 entfallen ist und die an den Meßblenden 38, 40, 42 abfallende Druckdifferenz mittels des Steuerschiebers 18 den beiden Steuereingängen 52, 53 des 2-Wegeventils 50 richtig zugeordnet wird. Hierzu ist der federvorgespannte erste Steuereingang 52 mit dem ersten Steueranschluß C 1 und der zweite Steuereingang 53 des 2-Wegeventils 50 mit dem zweiten Steueranschluß C 2 des Proportionalwegeventils 214 verbunden. Die Steuergeometrie im Ventilgehäuse 28 ist so geändert, daß in der dritten Steuerschieberposition 3 der erste Steueranschluß C 1 mit dem stromabwärts der Meßblende 40 liegenden Arbeitsanschluß B und der Steueranschluß C 2 mit dem stromaufwärts der Meßblende 40 liegenden Arbeitsanschluß P verbunden ist, während in der ersten Steuerschieberstellung 1 der erste Steueranschluß C 1 mit dem stromabwärts der Meßblende 38 liegenden Arbeitsanschluß B und der Steueranschluß C 2 mit dem stromaufwärts der Meßblende 38 liegenden Arbeitsanschluß P verbunden ist. In der Steuerschieberposition 2 ist der erste Arbeitsanschluß C 1 mit dem stromabwärts der Meßblende 42 liegenden Arbeitsanschluß T und der Steueranschluß C 2 mit dem stromaufwärts der Meßblende 42 liegenden Arbeitsanschluß B verbunden. Neben der ebenfalls erforderlichen Bohrung 56 zwischen dem Ringkanal 31 und dem Axialbohrungsabschnitt 27 c ist noch eine Bohrung 62 zwischen dem Axialbohrungsabschnitt 27 d und dem zwischen Ringkanal 29 und 30 liegenden Axialbohrungsabschnitt 27 e sowie eine dritte Bohrung 58 zwischen dem Ringkanal 29 und einem an dem Ringkanal 34 nach außen zu angrenzenden Axialbohrungsabschnitt 27 e vorgesehen, der von dem Steuerschieber 218 entsprechend auf- und zugesteuert wird. Außerdem ist im Ventilgehäuse 28, benachbart zu dem Ringkanal 34, ein weiterer schmaler Ringkanal 59 angeordnet, der über eine Verbindungsbohrung 60 mit dem Ringkanal 35 verbunden ist. Die Steuergeometrie des Steuerschiebers 218 ist im Bereich der Ringkanäle 34 und 59 insofern modifiziert, als dieser eine Ringnut 61 trägt, über welche eine Verbindung von dem Axialbohrungsabschnitt 27 e zu dem Ringkanal 59 bzw. zu dem Ringkanal 34 hergestellt werden kann.

Die Wirkungsweise der Steuervorrichtung in Fig. 5 stimmt mit der in Fig. 3 überein, wobei die Funktion des 4/2-Wegemagnetventils 55 durch die Steuerschiebergeometrie übernommen worden ist, so daß die in den verschiedenen Steuerschieberpositionen 1, 2 und 3 an den Meßblenden 38, 40, 42 abfallende Druckdifferenz in richtiger Zuordnung an den Steuereingängen 52, 53 des die Druckwaage 23 bildenden 2-Wegeventils 50 anliegt.

Eine weitere Vorrichtung zur Vorschubsteuerung des Arbeitskolbens 11 im Arbeitszylinder 10 ist in Fig. 7 dargestellt. Fig. 8 zeigt das Proportionalwegeventil 315, wie es in der Vorrichtung in Fig. 8 eingesetzt ist, in teilweise geschnittener Seitenansicht. Es besteht wie das Proportionalwegeventil 14 in Fig. 1 aus dem von einem Proportionalmagneten 16 betätigten Vorsteuerventil 15 und dem von dem Vorsteuerventil 15 hydraulisch gesteuerten Hauptsteuerventil 317. Beide Ventile 15, 317 sind über ein Zwischenplattenventil 63 miteinander verbunden, das das 2-Wegeventil 50 der Druckwaage 23 enthält. Der Steuerschieber 318 des Hauptsteuerventils 317 ist wiederum in einer Axialbohrung 17 im Ventilgehäuse 28 axial verschiebbar geführt und über die beiden Zentrierfedern 36, 37 in seiner neutralen Mittelstellung 0 gehalten, von wo aus er nach beiden Seiten hin auslenkbar ist. Wegaufnehmer 19 und 20 sensieren wiederum den Verschiebeweg des mit dem Proportionalmagneten 16 verbundenen Schiebers im Vorsteuerventil 15 und des Steuerschiebers 318 im Hauptsteuerventil 317.

Wie aus dem Schaltbild des Proportionalwegeventils 314 in Fig. 7 zu erkennen ist, ist das Proportionalwegeventil 314 hier als 5/5-Wegeventil ausgebildet, wobei die Schaltstellungen ER und AR zwei verschiedenen Steuerschieberpositionen zugeordnet sind. Eilgang rückwärts (ER) ist dabei einer vierten Steuerschieberposition 4 des Steuerschiebers 318 zugeordnet, die sich nach außen an die zweite Steuerschieberposition 2 anschließt. Letztere bewirkt nunmehr Arbeitsvorschub rückwärts (AR). Das Proportionalwegeventil 314 ist mit der Druckwaage 23 zu einer Baueinheit 64 zusammengefaßt, die in Fig. 7 durch strichpunktierte Umrahmung kenntlich gemacht ist, während diese Baueinheit 64 in Fig. 8 in Seitenansicht zu sehen ist. Von den fünf gesteuerten Arbeitsanschlüssen und den zwei zusatzlich gesteuerten Steuereingängen des Proportionalwegeventils 314 sind lediglich die Arbeitsanschlüsse P, T, B und A 1 herausgeführt. Außerdem kann noch ein zusätzlicher Steueranschluß Y für den externen Steuerölabfluß vorgesehen werden. Der Arbeitsanschluß B ist wiederum mit der Druckquelle 21, der Arbeitsanschluß T mit dem Steueröltank 22, der Arbeitsanschluß B mit der Kolbenkammer 12 des Arbeitszylinders 10 und der Arbeitsanschluß A 1 mit der Kolbenstangenkammer 13 des Arbeitszylinders 10 verbunden. Intern ist der Arbeitsanschluß A über Bohrungskanäle 65 und 66 im Ventilgehäuse 28 an dem Arbeitsanschluß A 1 angeschlossen, wobei die beiden Bohrungskanäle 65, 66 über die Druckwaage 23, also dem 2-Wegeventil 50, miteinander verbunden sind. Der federvorgespannte erste Steuereingang 52 der Druckwaage 23 ist über einen Bohrungskanal 67 im Ventilgehäuse 28 mit dem Steueranschluß C 1 und der zweite Steuereingang 53 über einen Bohrungskanal 68 im Ventilgehäuse 28 mit dem Steueranschluß C 2 verbunden. Die Ringkanäle 29-34 sind in gleicher Weise in der Axialbohrung 27 des Ventilgehäuses 28 vorgesehen, jedoch sind ihnen andere Arbeitsanschlüsse zugeordnet. Der mittlere Ringkanal 29 steht nach wie vor mit dem Arbeitsanschluß B in Verbindung, während der sich daran links anschließende Ringkanal 30 mit dem Arbeitsanschluß P und der rechts liegende Ringkanal 31 mit dem Arbeitsanschluß T verbunden ist. Der links außen liegende Ringkanal 32 hat eine Verbindung zu dem Arbeitsanschluß A 1, während der rechts außen liegende Ringkanal 33 mit dem intern verschalteten Arbeitsanschluß A in Verbindung steht. Der Ringkanal 34 hat Verbindung zu dem Steueranschluß C 2 und der Ringkanal 35 zu dem Steueranschluß C 1. Der Ringkanal 30 hat weiterhin über eine Bohrung 69 eine Verbindung zu einem Ringkanal 70, der von dem Steuerschieber 318 zum Ringkanal 33 hin aufgesteuert werden kann.

Wie aus dem Schaltbild in Fig. 7 ersichtlich ist, sind in der neutralen Mittelstellung 0 des Steuerschiebers 318 sowohl der Arbeitsanschluß B über eine Drossel 71 als auch der Arbeitsanschluß A über eine Drossel 72 mit dem Arbeitsanschluß T verbunden. Die übrigen Arbeits- und Steueranschlüsse sind gesperrt. Damit sind die Kolbenkammer 12 und die Kolbenstangenkammer 13 des Arbeitszylinders 10 zum Steueröltank 22 hin entlastet, und ein Wegkriechen des Arbeitskolbens 11 bei nicht angesteuertem Proportionalwegeventil 314 wird vermieden.

In der dritten Steuerschieberposition 3, in welcher der Arbeitskolben 11 in Tauchkolbenschaltung im Eilgang vorwärts (EV) angetrieben wird, sind die Arbeitsanschlüsse P und A 1 miteinander verbunden und über eine Drossel 73 an den Arbeitsanschluß H angeschlossen. Der Steueranschluß C 1 ist mit dem Arbeitsanschluß T und der Steueranschluß C 2 mit dem Arbeitsanschluß A verbunden. In dieser Position EV des Proportionalwegeventils 314 ist der erste Steuereingang 52 der Druckwaage 23 entlastet und der zweite Steuereingang 53 über den Arbeitsanschluß A beaufschlagt. Die Druckwaage 23 ist geschlossen, und das bei EV durch den nach links sich bewegenden Arbeitskolben 11 aus der Kolbenstangenkammer 13 ausgeschobene Steueröl fließt über den Arbeitsanschluß A 1 wieder dem Zulauf der Kolbenkammer 12 zu.

Wird das Proportionalwegeventil 314 für AV in die erste Steuerschieberposition 1 umgeschaltet, so sind die Arbeitsanschlüsse P und H über eine Drossel 74 und die Arbeitsanschlüsse A und T über eine Meßblende 75 miteinander verbunden. Der Steueranschluß C 1 ist mit dem stromabwärts der Meßblende 75 liegenden Arbeitsanschluß T und der Steueranschluß C 2 mit dem stromaufwärts der Meßblende 75 liegenden Arbeitsanschluß A verbunden. Die Druckwaage 23 wirkt als Sekundär- oder Ablaufdruckwaage. Durch die Sekundäranordnung der Druckwaage 23 ist gleichzeitig ein ausreichender Gegenhaltedruck in der Kolbenstangenkammer 13 sichergestellt.

Schaltet das Proportionalwegeventil 314 in seine zweite Steuerschieberposition 2 für den AR um, so sind die Arbeitsanschlüsse P und A über eine Meßblende 76 und die Steueranschlüsse B und T über eine Drossel 77 miteinander verbunden. Der Arbeitsanschluß A 1 ist abgesperrt. Der Steueranschluß C 1 ist mit dem stromabwärts der Meßblende 76 liegenden Arbeitsanschluß A und der Steueranschluß C 2 mit dem stromaufwärts der Meßblende 76 liegenden Steueranschluß P verbunden. Die Druckwaage 23 wirkt als Primär- oder Zulaufdruckwaage. Der Gegenhaltedruck in der Kolbenkammer 12 wird beim AR durch die an der Ablaufdrossel 77 abfallende Druckdifferenz bestimmt.

Für ER ist das Proportionalwegeventil 314 in seine vierte Schaltstellung 4 zu überführen. Hierdurch werden die Arbeitsanschlüsse P und A 1 über eine Drossel 78 und die Arbeitsanschlüsse T und B über eine Drossel 79 miteinander verbunden. Der Steueranschluß C 1 liegt an dem Arbeitsanschluß A und der Steueranschluß C 2 an dem Arbeitsanschluß P. Damit ist die Druckwaage 23 gesperrt und das über den Arbeitsanschluß A 1 in die Kolbenstangenkammer 13 einströmende Drucköl verschiebt den Arbeitskolben 11 im Eilgang in Fig. 7 nach rechts. Der Gegenhaltedruck in der Kolbenkammer 12 wird durch den Spannungsabfall an der Drossel 79 bestimmt. Im allgemeinen wird das Proportionalwegeventil 314 so gesteuert, daß zunächst EV eingeschaltet und danach auf AV umgeschaltet wird, während in gegenläufiger Richtung auf AR ER folgt, so daß das Proportionalwegeventil 314 aus seiner neutralen Mittelstellung 0 zunächst in seine dritte Steuerschieberposition 3 und dann in die erste Steuerschieberposition 1 geschaltet wird, um dann auf die zweite Steuerschieberposition 2 umgesteuert zu werden und danach in die vierte Steuerschieberposition 4 umzuschalten. Da beim Übergang von EV auf AV und beim Übergang von ER auf AR jeweils die Druckwaage 23 geschlossen ist, tritt weder beim AV- noch AR-Beginn ein Anfahrsprung auf. Die vorstehend beschriebenen Meßblenden 75 und 76 und Drosseln 77-79 werden durch entsprechende Ausgestaltung der Steuerkanten am Steuerschieber 318 realisiert. Die mit den Steueranschlüssen C 1 und C 2 verbundenen Ringkanäle 35 und 34 sind über entsprechende Bohrungen im Ventilgehäuse 28 mit den entsprechenden Ringkanälen verbunden, so, daß in den verschiedenen Steuerschieberpositionen stets der in den mit dem Steueranschluß C 1 verbundenen Ringkanal 35 eingesteuerte Druck mit dem kleineren Druckwert an dem ersten Steuereingang 52 der Druckwaage 23 und der in den mit dem Steueranschluß C 2 verbundenen Ringkanal 34 eingesteuerte Druck mit dem größeren Druckwert an dem zweiten Steuereingang 53 der Druckwaage 23 liegt.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann bei allen Vorrichtungen beispielsweise eine anfahrsprungfreie Vorschubschaltung dann erreicht werden, wenn in der neutralen Mittelstellung 0 des Steuerschiebers 18 bzw. 318 zwischen dem ersten Arbeitsanschluß P und dem zweiten Steueranschluß C 2 eine Verbindung hergestellt wird. In diesem Fall wird der zweite Steuereingang 53 der Druckwaage 23 mit maximalem Druck beaufschlagt und die Druckwaage 23 schließt. Beim Übergang von der Mittelstellung 0 auf AV oder AR regelt die Druckwaage 23 vom geschlossenen zu dem offenen Zustand, und damit tritt kein Anfahrsprung auf.

Bei den Proportionalwegeventilen gemäß Fig. 1-6 können in der neutralen Mittelstellung 0 des Steuerschiebers 18 anstelle der Absperrung sämtlicher Arbeits- und Steueranschlüsse - ebenso wie in Fig. 7 - auch die Arbeitsanschlüsse A und B mit dem Arbeitsanschluß T verbunden werden. Damit werden die Kolbenkammer 12 und die Kolbenstangenkammer 13 in der Mittelstellung 0 des Steuerschiebers 18 druckentlastet, und ein Wegkriechen des Arbeitszylinders 11 bei unbestromtem Proportionalwegeventil 14, 114 bzw. 214 wird vermieden.

Claims (24)

1. Vorrichtung zur Vorschubsteuerung einer hydraulischen Stelleinrichtung in gegenläufigen Richtungen und verschiedenen Vorschubgeschwindigkeit, die einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder (10) mit einem darin axial verschieblichen Arbeitskolben (11) aufweist, der mit einer ersten Kolbenfläche (11 a) eine Kolbenkammer (12) und mit einer gegenüberliegenden kleineren zweiten Kolbenfläche (11 b) eine Kolbenstangenkammer (13) begrenzt, mit einem vorgesteuerten Proportionalwegeventil (14; 114; 214; 314), das über einen ersten Arbeitsanschluß (P) mit einer Druckquelle (21), über einen zweiten Arbeitsanschluß (T) mit einem Druckentlastungsraum (22), über einen dritten Arbeitsanschluß (B) mit der Kolbenkammer (12) und über einen vierten Arbeitsanschluß (A) mit der Kolbenstangenkammer (13) verbunden ist und zwei Steueranschlüsse (C 1, C 2) und einen die Ventil- und Steueranschlüsse steuernden Steuerschieber (18; 218; 318) aufweist, der aus einer neutralen Mittelstellung (0) zu beiden Seiten hin im Ventilgehäuse (28) axial in eine erste und zweite Steuerposition (1, 2) verschiebbar ist, in welchen der Arbeitskolben (11) zu entgegengesetzten Verschieberichtungen beaufschlagt ist, mit einer zusammen mit einer durch den Steuerschieber (18; 218; 318) in den Steuerölstrom einschaltbaren Meßblende (38, 40, 42; 75, 76) einen Stromregler bildenden Druckwaage (23), die mit den Steueranschlüssen (C 1, C 2) des Proportionalwegeventils (14; 114; 214; 314) verbunden ist und zwei Steuereingänge (52, 53) aufweist, an denen die an der Meßblende (38, 40, 42; 75, 76) sich einstellende Druckdifferenz liegt, wobei der stets mit dem niedrigeren Druckwert belegte Steuereingang (52) in Öffnungsrichtung der Druckwaage (23) mit Federkraft vorgespannt ist, und mit einer Einrichtung (26) zur Vorgabe eines beim Verschieben des Arbeitskolbens (11) wirksamen Gegenhaltedrucks in der Kolbenstangenkammer (13), dadurch gekennzeichnet, daß das Proportionalwegeventil (14; 114; 214; 314) einen fünften, vom Steuerschieber (18; 218; 318) gesteuerten Arbeitsanschluß (A 1) aufweist, der mit der Kolbenstangenkammer (13) unter Umgehung der Gegenhaltedruckeinrichtung (26) verbunden ist, und daß der Steuerschieber (18; 218; 318) über die erste Steuerschieberposition (1) hinaus in eine dritte Steuerschieberposition (3) verschiebbar ist, in welcher der erste und fünfte Arbeitsanschluß (P, A 1) und beide über eine Meßblende (40) bzw. Drossel (73) mit dem dritten Ventilanschluß (B) verbunden sind und der vierte Arbeitsanschluß (A) abgesperrt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwaage (23) als steuerbares Druckregelventil (24) ausgebildet ist, das zwischen dem ersten Arbeitsanschluß (P) des Proportionalwegeventils (14) und der Druckquelle (21) angeschlossen ist, daß beide Steueranschlüsse (C 1, C 2) des Proportionalwegeventils (14) mit dem Steuereingang des Druckregelventils (24) verbunden sind und daß in der dritten Steuerschieberpostion (3) der eine Steueranschluß (C 2) abgesperrt und der andere Steueranschluß (C 1) mit dem stromabwärts der Meßblende (40) liegenden Arbeitsanschluß (B) verbunden ist (Fig. 1 und 2).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Steuerschieberposition (1) die Meßblende (38) in der Verbindung zwischen dem ersten und dem dritten Arbeitsanschluß (P, B) liegt, daß der eine Steueranschluß (C 2) abgeschlossen und der andere Steueranschluß (C 1) mit dem stromabwärts der Meßblende (38) liegenden dritten Arbeitsanschluß (B) verbunden ist und daß der vierte Arbeitsanschluß (A) mit dem zweiten Arbeitsanschluß (T) verbunden und der fünfte Arbeitsanschluß (A 1) abgesperrt ist (Fig. 1 und 2).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Steuerschieberposition (2) die Meßblende (42) in der Verbindung zwischen dem ersten Arbeitsanschluß (P) und dem fünften Arbeitsanschluß (A 1) liegt, daß der eine Steueranschluß (C 1) abgesperrt und der andere Steueranschluß (C 2) mit dem stromabwärts der Meßblende (42) liegenden fünften Arbeitsanschluß (A 1) verbunden ist und daß der dritte Arbeitsanschluß über eine Drossel (44) mit dem Arbeitsanschluß (T) verbunden und der vierte Arbeitsanschluß (A) abgesperrt ist (Fig. 1 und 2).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwaage (23) als ein von der Richtungssteuerung getrenntes 2-Wegeventil (50) ausgebildet ist, das zwischen dem dritten Arbeitsanschluß (B) des Proportionalwegeventils (114) und der Kolbenkammer (12) des Arbeitszylinders (10) angeordnet ist, daß die beiden Steueranschlüsse (C 1, C 2) miteinander und einem 4/2- Wegemagnetventil (55) verbunden sind, das wechselweise die Steueranschlüsse (C 1, C 2) und den dritten Arbeitsanschluß (B) des Proportionalwegeventils (114) an die beiden Steuereingänge (C 1, C 2) des 2-Wegeventils (50) anschließt, daß das 4/2-Wegemagnetventil (55) abhängig von den Steuerschieberpositionen eine solche Schaltstellung einnimmt, daß das 2-Wegeventil (50) in der ersten und dritten Steuerschieberposition (1, 3) als Primär- oder Zulaufdruckwaage und in der zweiten Steuerschieberposition (2) als Sekundär- oder Ablaufdruckwaage wirkt und daß in der dritten Steuerschieberposition (3) der eine Steueranschluß (C 1) abgesperrt und der andere Steueranschluß (C 2) mit dem stromaufwärts der Meßblende (40) liegenden ersten Arbeitsanschluß (P) verbunden ist (Fig. 3 und 4).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Steuerschieberposition (1) die Meßblende (38) in der Verbindung zwischen dem ersten und dritten Arbeitsanschluß (P, B) liegt und der eine Steueranschluß (C 1) abgesperrt und der andere Steueranschluß (C 2) mit dem stromaufwärts der Meßblende (38) liegenden ersten Arbeitsanschluß (P) verbunden ist und daß der zweite und der vierte Arbeitsanschluß (T, A) miteinander verbunden sind und der fünfte Arbeitsanschluß (A 1) abgesperrt ist (Fig. 3 und 4).

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Steuerschieberposition (2) die Meßblende (42) in der Verbindung zwischen dem zweiten und dem dritten Arbeitsanschluß (T, B) liegt, der eine Steueranschluß (C 2) abgesperrt und der andere Steueranschluß (C 1) mit dem stromabwärts liegenden zweiten Arbeitsanschluß (T) verbunden ist und daß der erste Arbeitsanschluß (P) über eine Drossel (44) mit dem fünften Arbeitsanschluß (A 1) verbunden und der vierte Arbeitsanschluß (A) abgesperrt ist (Fig. 3 und 4).

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwaage (23) als ein von der Richtungssteuerung getrenntes 2-Wegeventil (50) ausgebildet ist, das zwischen dem dritten Arbeitsanschluß (B) des Proportionalwegeventils (214) und der Kolbenkammer (12) des Arbeitszylinders (10) angeordnet ist, daß der erste der beiden Steueranschlüsse (C 1) mit dem federvorgespannten Steuereingang (52) und der zweite Steueranschluß (2) mit dem anderen Steuereingang (53) des 2-Wegeventils (50) verbunden ist und daß der Steuerschieber (218) die Steueranschlüsse (C 1, C 2) derart steuert, daß das 2-Wegeventil (50) in der ersten und dritten Steuerschieberposition (1, 3) als Primär- oder Zulaufdruckwaage und in der zweiten Steuerschieberposition (2) als Sekundär- oder Ablaufdruckwaage wirkt (Fig. 5 und 6).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der dritten Steuerschieberposition (3) der erste Steueranschluß (C 1) mit dem stromabwärts der Meßblende (40) liegenden dritten Arbeitsanschluß (B) und der zweite Steueranschluß (C 2) mit dem stromaufwärts der Meßblende (40) liegenden ersten Arbeitsanschluß (P) verbunden ist (Fig. 5 und 6).

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Steuerschieberposition (1) die Meßblende (38) in der Verbindung zwischen dem ersten und dritten Arbeitsanschluß (P, B) liegt, daß der erste Steueranschluß (C 1) mit dem stromabwärts der Meßblende (38) liegenden dritten Arbeitsanschluß (B) und der zweite Steueranschluß (C 2) mit dem stromaufwärts der Meßblende (38) liegenden ersten Arbeitsanschluß (P) verbunden ist und daß der fünfte Arbeitsanschluß (A 1) abgesperrt ist (Fig. 5 und 6).

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Steuerschieberposition (2) die Meßblende (42) in der Verbindung zwischen dem zweiten und dritten Arbeitsanschluß (T, B) liegt, der erste Steueranschluß (C 1) mit dem stromabwärts der Meßblende (42) liegenden zweiten Arbeitsanschluß (T) und der zweite Steueranschluß (C 2) mit dem stromaufwärts der Meßblende (42) liegenden dritten Arbeitsanschluß (B) verbunden ist und daß der erste Arbeitsanschluß (P) über eine Drossel (44) mit dem fünften Arbeitsanschluß (A 1) verbunden und der vierte Arbeitsanschluß (A) abgesperrt ist (Fig. 5 und 6).

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (26) zur Vorgabe eines Gegenhaltedrucks in der Kolbenstangenkammer (13) des Arbeitszylinders (10) von einem steuerbaren Druckbegrenzungsventil (47) gebildet ist, das zwischen dem vierten Arbeitsanschluß des Proportionalwegeventils (14; 114; 214) und der Kolbenstangenkammer (13) des Arbeitszylinders (10) angeordnet ist und dessen Steuereingang mit der Kolbenkammer (12) in Verbindung steht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (318) über die zweite Steuerschieberposition (2) hinaus in eine vierte Steuerschieberposition (4) verschiebbar ist, in welcher einerseits der erste und fünfte Arbeitsanschluß (P, A 1) und andererseits der zweite und dritte Arbeitsanschluß (T, B) über jeweils eine Drossel (78, 79) miteinander verbunden sind, daß die Druckwaage (23) zwischen dem vierten Arbeitsanschluß (A) und der Kolbenstangenkammer (13) des Arbeitszylinders (10) angeordnet und mit ihren beiden Steuereingängen (52, 53) mit je einem Steueranschluß (C 1, C 2) des Proportionalwegeventils (314) verbunden ist, wobei der federvorgespannte Steuereingang (52) der Druckwaage (23) stets an dem ersten Steueranschluß (C 1) liegt, daß der Steuerschieber (318) die Steueranschlüsse (C 1, C 2) derart steuert, daß die Druckwaage (23) in der ersten Steuerschieberposition (1) als Sekundär- oder Ablaufdruckwaage wirkt und dabei zugleich die Einrichtung zum Vorgeben des Gegenhaltedruckes in der Kolbenstangenkammer (13) des Arbeitszylinders (10) bildet und in der zweiten Steuerschieberposition (2) als Primär- oder Zulaufdruckwaage wirkt und in der dritten und vierten Steuerschieberposition (3, 4) geschlossen ist (Fig. 7 und 8).

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der dritten Steuerschieberposition (3) der erste Steueranschluß (C 1) mit dem zweiten Arbeitsanschluß (T) und der zweite Steueranschluß (C 2) mit dem vierten Arbeitsanschluß (A) verbunden ist (Fig. 7 und 8).

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der vierten Steuerschieberposition (4) der erste Steueranschluß (C 1) mit dem vierten Arbeitsanschluß (A) und der zweite Steueranschluß (C 2) mit dem ersten Steueranschluß (P) verbunden ist (Fig. 7 und 8).

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13-15, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Steuerschieberposition (1) die Meßblende (75) in der Verbindung zwischen dem zweiten und vierten Arbeitsanschluß (T, A) liegt und der erste Steueranschluß (C 1) mit dem stromabwärts der Meßblende (75) liegenden zweiten Arbeitsanschluß (T) und der zweite Steueranschluß (C 2) mit dem stromaufwärts der Meßblende (75) liegenden vierten Arbeitsanschluß (A) verbunden ist und daß der fünfte Arbeitsanschluß (A 1) abgesperrt und in die Verbindung zwischen dem ersten und dritten Arbeitsanschluß (P, B) eine Drossel (74) eingeschaltet ist (Fig. 7 und 8).

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13-16, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Steuerschieberposition (2) die Meßblende (76) in der Verbindung zwischen dem ersten und vierten Arbeitsanschluß (P, A) liegt und der erste Steueranschluß (C 1) mit dem stromabwärts der Meßblende (76) liegenden vierten Arbeitsanschluß (A) und der zweite Steueranschluß (C 2) mit dem stromaufwärts der Meßblende (76) liegenden ersten Ventilanschluß (P) verbunden ist und daß in die Verbindung zwischen dem zweiten und dritten Ventilanschluß (T, B) eine Drossel (77) eingeschaltet ist (Fig. 7 und 8).

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-17, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mittelstellung (0) des Steuerschiebers der erste Arbeitsanschluß (P) mit demjenigen Steueranschluß (C 2) verbunden ist, der mit dem nicht federvorgespannten Steuereingang (53) der Druckwaage (23) in Verbindung steht, und daß alle übrigen Arbeits- und Steueranschlüsse (T, B, A, A 1, C 1) abgesperrt sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mittelstellung (0) des Steuerschiebers (318) der zweite, dritte und vierte Arbeitsanschluß (T, B, A) miteinander verbunden sind und alle übrigen Arbeits- und Steueranschlüsse (P, A 1, C 1, C 2) abgesperrt sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mittelstellung (0) des Steuerschiebers (18; 218) alle Arbeits- und Steueranschlüsse (P, T, B, A, A 1, C 1, C 2) abgesperrt sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13-20, dadurch gekennzeichnet, daß das Proportionalwegeventil (314) aus einem Hauptsteuerventil (317) und einem Vorsteuerventil (315) besteht und die Druckwaage (23) als Zwischenplattenventil (63) zwischen dem Gehäuse von Haupt- und Vorsteuerventil (317, 15) angeordnet ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Baueinheit (64) von Vorsteuer-, Hauptsteuer- und Zwischenplattenventil (15, 317, 63) nur der erste, zweite, dritte und fünfte Arbeitsanschluß (P, T, B, A 1) herausgeführt sind.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-22, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeits- und Steueranschlüsse (P, T, B, A, A 1, C 1, C 2) in in axialer Schieberichtung des Steuerschiebers nebeneinander angeordneten Ringkanälen (29-35) münden, die von auf Zylinderabschnitten des Steuerschiebers (18; 218; 318) angeordneten Steuerflächen über die Steuerflächen randseitig begrenzende Steuerkanten aufsteuerbar bzw. absperrbar sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseln und Meßblenden (38, 40, 42, 44) von Anphasungen an den Steuerkanten der Steuerflächen gebildet sind, die zur Einstellung unterschiedlicher Drosselquerschnitte in Achsrichtung des Steuerschiebers (18; 218) stetig zu- oder abnehmen.