DE102012208944A1

DE102012208944A1 - Hydrostatische Ventilanordnung und hydrostatische Steueranordnung mit der Ventilanordnung

Info

Publication number: DE102012208944A1
Application number: DE102012208944A
Authority: DE
Inventors: Bojan Ferhadbegovic; Steffen Rose
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2013-12-05
Also published as: EP2669528A2; CN103452939A; JP2013245823A

Abstract

Offenbart ist eine hydrostatische Ventilanordnung und eine Steueranordnung mit einer derartigen Ventilanordnung zur Druckmittelversorgung zumindest eines hydrostatischen Verbrauchers mit einem Zulaufventil mit einer einen Ventilsitz aufweisenden Zumessblende. Über diese ist eine Verbindung eines Zulaufkanals mit einem Pumpenkanal im Wesentlichen leckagefrei absperrbar. Weiterhin hat die Ventilanordnung einen Lastmeldekanal, der mit einem, insbesondere im Zulaufkanal abgegriffenen, Lastdruck des Verbrauchers beaufschlagbar ist. Dabei ist der Lastmeldekanal bei geschlossener Zumessblende über ein Sitzventil im Wesentlichen leckagefrei gegen den Zulaufkanal abgesperrt und über das gleiche Sitzventil mit einem Rücklaufkanal oder mit dem Pumpenkanal verbindbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Ventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine hydrostatische Steueranordnung mit einer derartigen Ventilanordnung gemäß dem Patentanspruch 15.
In mobilen Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Hydraulikbaggern, Traktoren, Baggerladern oder Gabelstaplern erfolgt die Übertragung der von einem Primärenergiewandler, beispielsweise einem Dieselmotor, umgewandelten Leistung hin zu den einzelnen hydraulischen linearen oder rotatorischen Verbrauchern der Arbeitsausrüstungen über hydraulische Antriebs- und Steuereinheiten. Eine von einem Dieselmotor angetriebene Pumpe fördert dabei einen Druckmittelvolumenstrom zu einem Ventilblock, der das Öl an die hydraulischen Verbraucher verteilt.
Um die Druckmittelversorgung, insbesondere bei mobilen Arbeitsmaschinen, lastdruckunabhängig zu gestalten, werden sogenannte Load-Sensing Steuerungen (LS) eingesetzt, bei denen der höchste Lastdruck der Verbraucher an eine Verstellpumpe gemeldet wird und diese so geregelt ist, dass in einer Pumpenleitung beziehungsweise einem Pumpenkanal ein um eine vorbestimmte Druckdifferenz über dem Lastdruck liegender Pumpendruck anliegt.
Dabei können den Zumessblenden einer Load-Sensing Steuerung Individualdruckwaagen zugeordnet sein, die auch über den Zumessblenden der jeweils lastdruckniedrigeren hydraulischen Verbraucher eine konstante Druckdifferenz aufrechterhalten, so dass eine lastdruckunabhängige Ansteuerung des jeweiligen Verbrauchers ermöglicht ist.
Bei einer üblicherweise mit LS-Steuerung bezeichneten Steueranordnung sind die Individualdruckwaagen stromaufwärts der jeweiligen Zumessblenden angeordnet und drosseln zwischen der Pumpenleitung und den Zumessblenden den Druckmittelvolumenstrom so an, dass der Druck vor den Zumessblenden unabhängig vom Pumpendruck nur noch um eine bestimmte Druckdifferenz über dem individuellen Lastdruck liegt. Hier wird bei einer Unterversorgung der lastdruckhöchste Verbraucher langsamer, weil der vor dessen Zumessblende anstehende Pumpendruck abfällt und damit die Druckdifferenz über dieser Zumessblende kleiner wird. Bei einer sogenannten LUDV-Steuerung (lastdruckunabhängige Durchflussverteilung) sind die Individualdruckwaagen stromabwärts der Zumessblenden angeordnet und drosseln zwischen den Zumessblenden und dem Verbraucher den Fluidstrom so stark an, dass der Druck nach allen Zumessblenden gleich, vorzugsweise gleich dem höchsten Lastdruck ist oder leicht über diesem liegt. Hier ändert sich bei Unterversorgung an dem Druck stromabwärts der Zumessblende nichts. Vor allen Zumessblenden steht in gleicher Weise der Pumpendruck an, so dass sich an allen Zumessblenden die Druckdifferenz in gleicher Weise ändert, wenn bei einer Unterversorgung der Pumpendruck kleiner wird und die Stromaufteilung zwischen den Zumessblenden erhalten bleibt – dementsprechend wird die Geschwindigkeit aller Verbraucher verhältnisgleich reduziert.
Bei Ventilen nach dem heutigen Stand der Technik sind die Zumessblenden des Zulaufs häufig über Steuerkanten eines Ventilschiebers ausgebildet, so dass die Meldung des Lastdrucks häufig über diese Steuerkanten erfolgt. Vor allem bei Wegeventilen ohne zusätzliche Sperrventile im Zulaufkanal entstehen dabei zusätzlich Leckagen über diese Steuerkanten vom Zulaufkanal in den Lastmeldekanal. Nachteilig daran ist, dass bei entsprechend hohen Leckagen der Verbraucher unzulässig absinken kann und durch Leckagen in den Lastmeldekanal das Risiko der Verfälschung des gemeldeten Lastdrucks besteht, beziehungsweise auch bei nichtbetätigten Zulaufventilen der LS-Druck im Lastmeldekanal unzulässig steigen kann, welches eine unzulässige Erhöhung des Pumpendrucks zur Folge hätte.
Aus der Patentschrift US 5,878,647 A ist eine Steueranordnung in LUDV-Ausführung bekannt, in der jeweils zwei elektromagnetisch betätigte Zu- und Rücklaufventile in Sitzventilausführung verbaut sind. Über die Sitzventilausführung des Hauptsteuerkolbens wird erreicht, dass der Zulaufkanal leckagefrei gegen den Pumpenkanal abgedichtet ist, sofern dem Verbraucher kein Druckmittelvolumenstrom zur Verfügung gestellt werden soll. Um dabei eine Leckage vom Zulaufkanal in den Lastmeldekanal hinein und die damit verbundene Verfälschung des Lastdrucks zu vermeiden, weist die Steueranordnung ein zusätzliches Rückschlagventil auf, dessen Ventilkörper als Buchse ausgestaltet ist, über deren Endabschnitt ein Ventilsitz großen Umfangs ausgebildet ist.
Nachteilig an dieser Lösung ist der mit der Bauweise des Rückschlagventils verbundene hohe montage- und vorrichtungstechnische Aufwand zur Absperrung des Lastmeldekanals gegen den Verbraucherkanal. Weiterhin ist nachteilig, dass das Rückschlagventil trotz des hohen vorrichtungstechnischen Aufwands auf diese eine Funktion beschränkt ist
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Ventilanordnung mit einem Ventil zur leckagefreien Absperrung des Zulaufkanals gegen den Lastmeldekanal zu schaffen, dass einen größeren funktionalen Umfang aufweist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Steueranordnung mit der Ventilanordnung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine hydrostatische Ventilanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, sowie durch eine Steueranordnung mit einer derartigen Ventilanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15.
Vorteilhafte Weiterbildungen der hydrostatischen Ventilanordnung sind in den Patentansprüchen 2 bis 14 beschrieben.
Eine hydrostatische Ventilanordnung zur Druckmittelversorgung zumindest eines hydrostatischen Verbrauchers hat ein Hauptsitz- beziehungsweise Zulaufventil mit einer einen Ventilsitz aufweisenden Zumessblende. Über die Zumessblende ist dabei eine Verbindung eines Zulaufkanals beziehungsweise Verbraucherkanals mit einem Pumpenkanal im Wesentlichen leckagefrei absperrbar. Weiterhin weist die Ventilanordnung einen Lastmeldekanal auf, der mit einem insbesondere im Zulaufkanal abgegriffenen Lastdruck des Verbrauchers beaufschlagbar ist. Zudem weist die Ventilanordnung ein Sitzventil auf, über das der Lastmeldekanal erfindungsgemäß bei geschlossener Zumessblende im Wesentlichen leckagefrei gegen den Zulaufkanal abgesperrt ist und zudem mit einem Rücklaufkanal, insbesondere einem Tank, oder mit dem Pumpenkanal verbindbar, insbesondere verbunden, ist.
Der Funktionsumfang des den Zulaufkanal leckagefrei gegen den Lastmeldekanal absperrenden Sitzventils ist somit gegenüber dem Stand der Technik erweitert, indem es nicht nur die genannte leckagefreie Absperrung ermöglicht, sondern darüber hinaus die Verbindung des Lastmeldekanals mit dem Pumpen- und mit dem Rücklaufkanal ermöglicht. Das Sitzventil ist somit funktional flexibler ausgestaltet als jenes des Standes der Technik. Anders ausgedrückt, übernimmt es eine weitere Funktion, wodurch es ermöglicht wird, den Gesamtaufwand für die hydrostatische Ventilanordnung abzusenken. Damit verbunden kann auf ein herkömmliches Rückschlagventil gemäß dem Stand der Technik verzichtet werden, was einerseits einen Bauraumvorteil und andererseits einen Kostenvorteilbieten kann. Zusätzlich besteht die Möglichkeit eine abschaltbare Entlastung des Lastmeldekanals bei Verwendung von Sitzventilen als Zulaufventile zu realisieren, welches mit der benannten Anordnung nach dem Stand der Technik nicht möglich ist.
In einer ersten Variante der Erfindung ist das Zulaufventil direkt gesteuert und weist einen die Zumessblende ausbildenden Hauptventilkörper auf. In einer anderen Variante der Erfindung ist das Zulaufventil vorgesteuert und weist einen die Zumessblende ausbildenden Hauptventilkörper und zudem einen Pilotventilkörper zur Vorsteuerung des Hauptventilkörpers auf. Die Vorsteuerung mit Hilfe des Pilotventilkörpers weist den Vorteil auf, dass weniger hohe Betätigungskräfte zur Ansteuerung des Hauptventilkörpers beziehungsweise der Zumessblende benötigt werden. Dies ist insbesondere bei Anwendungen mit hohen Lastdrücken im Zulaufkanal und vor allem bei zu erwartenden hohen Strömungskräften am Hauptventilkörper von Vorteil.
In einer bevorzugten und besonders vorteilhaften Weiterbildung ist das Sitzventil, welches den Zulaufkanal gegenüber dem Lastmeldekanal nahezu leckagefrei abdichtet, als inverses Wechselventil ausgebildet, das einen mit dem Lastmeldekanal verbundenen Lastmeldeausgang, einen mit dem Zulaufkanal verbundenen Verbrauchereingang und einen mit dem Pumpenkanal oder mit dem Rücklaufkanal verbindbaren Steuereingang aufweist. Das inverse Wechselventil ist dabei ein vorrichtungstechnisch besonders einfach ausgebildetes Ventil für den Zweck, den Zulaufkanal im Wesentlichen leckagefrei gegen den Lastmeldekanal abzusperren und zudem mit dem Rücklaufkanal beziehungsweise mit dem Pumpenkanal zu verbinden. Gegenüber dem Rückschlagventil des Standes der Technik baut es besonders klein und einfach und bietet einen großen Kostenvorteil.
Eine bevorzugte und vorteilhafte Weiterbildung der hydrostatischen Ventilanordnung weist ein Wegeventil mit einem mit dem Pumpenkanal verbundenen Pumpenanschluss, einem mit dem Rücklaufkanal verbundenen Rücklaufanschluss und einen mit dem Steuereingang des inversen Wechselventils verbundenen Steueranschluss auf. Das Wegeventil hat bevorzugt eine betätigbare Belastungsstellung, über die der Steuereingang des inversen Wechselventils mit dem Pumpenkanal verbunden und vom Rücklaufkanal getrennt ist. Weiterhin weist das Wegeventil bevorzugt eine Entlastungsgrundstellung auf, über die der Steuereingang des inversen Wechselventils vom Pumpenkanal getrennt und mit dem Rücklaufkanal verbunden ist. In der Entlastungsgrundstellung, das heißt bei Nichtbetätigung des Wegeventils, ist somit der Steuereingang des Sitz- beziehungsweise Wechselventils über das Wegeventil mit dem Rücklaufkanal verbunden, und sofern der Lastmeldekanal gegen den Zulaufkanal abgesperrt ist, das heißt im Falle der geschlossenen Zumessblende, ist der Lastmeldekanal zum Rücklauf oder zum Tank hin entlastet. Gegebenenfalls in den Lastmeldekanal eintretende Leckagen führen dadurch zu keiner Erhöhung des gemeldeten Lastdrucks des Verbrauchers. Das Wegeventil ist bevorzugt elektromagnetisch oder über Steuerdruck betätigbar.
Um eine Steuerfolge des Wegeventils und des Zulaufventils auf vorrichtungstechnisch besonders einfache Weise definieren zu können, weist ein Ventilkörper des Wegeventils in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung eine insbesondere mechanische Kopplung mit dem Hauptventilkörper oder mit dem Pilotventilkörper des Zulaufventils auf. Aufgrund dieser Kopplung erfolgt bei einer Betätigung des Ventilkörpers des Wegeventils in seine Belastungsstellung einerseits die Aufsteuerung der Verbindung des Steuereingangs des Sitzventils mit dem Pumpenkanal und die gleichzeitige Absperrung des Lastmeldekanals gegen den Rücklauf oder Tank. Andererseits erfolgt über die Betätigung des Wegeventils die Aufsteuerung des Öffnungsquerschnittes der Zumessblende. Letztgenannte Aufsteuerung erfolgt entweder mittelbar über den gekoppelten Pilotkörper oder direkt über den gekoppelten Hauptventilkörper des Zulaufventils. Im Falle des direkt gesteuerten Zulaufventils ist die mechanische Kopplung zwischen dessen Hauptventilkörper und dem Ventilkörper des Wegeventils bevorzugt elastisch, besonders bevorzugt über eine Feder ausgebildet, so dass bei noch geschlossenem und nicht druckausgeglichenem Hauptventilkörper kein direkter Kontakt zwischen dem Hauptventilkörper und dem Ventilkörper des Wegeventils vorliegt. Auf diese Weise wirkt der Betätigung der Belastungsschaltstellung nicht die auf den Hauptventilkörper in Schließrichtung wirkende, hohe Druckkraft entgegen und eine Betätigungskraft kann klein gehalten werden. Im Falle des vorgesteuerten Zulaufventils ist die mechanische Kopplung zwischen dessen Pilotventilkörper und dem Ventilkörper des Wegeventils bevorzugt starr, kann aus dem vorbeschriebenen Grund jedoch alternativ auch über eine elastische Kopplung, bevorzugt durch Verwendung einer Feder, ausgeführt sein. Die Feder weist dabei bevorzugt einen Federweg auf, der zumindest einem Stellweg von der Entlastungsstellung bis hin zu einer Stellung entspricht, in der der Pumpenkanal in Druckmittelverbindung mit dem Steuerkanal kommt. Dabei kann die starre Kopplung beispielsweise über eine Einstückigkeit der beiden Ventilkörper ausgebildet sein. Aus fertigungs- und montagetechnischen Gründen ist jedoch eine Mehrstückigkeit bevorzugt. Alternativ zu einer elektromagnetischen Betätigung kann das Wegeventil über Steuerdruck betätigt werden.
Besonders bevorzugt ist bei geöffneter Zumessblende und höherem Last- als Pumpendruck der Lastmeldekanal gegen den Zulaufkanal abgesperrt und mit dem Pumpenkanal verbunden.
Das Wechselventil ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass der Verbrauchereingang einen ersten Ventilsitz und ein erstes Dichtelement aufweist, das mit dem Lastdruck des Verbrauchers, beziehungsweise einem von diesem abhängigen Druck, in Schließrichtung beaufschlagbar ist. Der Steuereingang weist in dieser Weiterbildung einen zweiten Ventilsitz und ein zweites Dichtelement auf, das mit einem Druck im Pumpenkanal, beziehungsweise einem von diesem abhängigen Druck, oder mit einem Druck im Rücklaufkanal, beziehungsweise einem von diesem abhängigen Druck, in Schließrichtung beaufschlagbar ist. Bevorzugt sind die Ventilsitze jeweils über einen Kegelsitz oder einen Kugelsitz oder einen Tellersitz ausgebildet.
Der Lastmeldeausgang des inversen Wechselventils mündet bevorzugt in einen Druckraum zwischen den beiden Ventilsitzen. Eine Schließrichtung der beiden Ventilsitze ist dabei derart, dass die Dichtelemente durch einen wirkenden hohen Druck am gegenüberliegenden Eingang und durch eine bestehende Kopplung ihrer Dichtelemente von ihren Ventilsitzen abheben beziehungsweise in Öffnungsrichtung beaufschlagt sind.
Besonders bevorzugt sind die beiden Dichtelemente über einen zwischen ihnen angeordnetes Koppelelement koppelbar oder gekoppelt beziehungsweise verbunden. Das Koppelelement kann beispielsweise ein zylindrischer Stift mit insbesondere kreisförmigem oder polyederförmigem, insbesondere sechseckigem Querschnitt sein. Aufgrund dieser Kopplung wird diejenige Kraft, die auf eines der Dichtelemente in Schließrichtung wirkt, unmittelbar auf das jeweils andere Dichtelement in dessen Öffnungsrichtung übertragen.
Eine besonders kompakte Weiterbildung der Ventilanordnung ergibt sich, wenn das Sitzventil ein im Wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse aufweist, das in ein anderes Gehäuseteil der Ventilanordnung, insbesondere in einen Steuerblock oder in eine Steuerscheibe oder ein Gehäuse des Zulaufventils, eingesetzt oder eingepresst oder eingeschraubt ist. Vorrichtungstechnisch besonders einfach ist das Gehäuse des inversen Wechselventils gegen das Gehäuseteil abgedichtet, wenn über einen der Eingänge (Verbrauchereingang oder Steuereingang) des inversen Wechselventils und das Gehäuseteil ein Dichtsitz, insbesondere ein Dichtkante, ausgebildet ist. Alternativ oder ergänzend ist dabei bevorzugt radial zwischen dem Gehäuse des Sitzventils und dem Gehäuseteil zumindest ein Dichtring, insbesondere ein O-Ring, angeordnet.
Um auch den anderen der beiden Eingänge des inversen Wechselventils abzudichten, ist in einer bevorzugten Weiterbildung der Ventilanordnung in einem Bereich dieses anderen Eingangs über diesen und eine ins Gehäuseteil eingeschraubte Verschlussschraube ein Dichtsitz, insbesondere eine Dichtkante, ausgebildet. Auf diese Weise ist das Gehäuse des Sitz- beziehungsweise Wechselventils über die Verschlussschraube im Gehäuseteil auf vorrichtungstechnisch einfache Weise axial festgelegt und gleichzeitig abgedichtet. Ergänzend dazu kann zudem zwischen der Verschlussschraube und dem Gehäuseteil ein Dichtsitz ausgebildet sein. Dieser ist bevorzugt radial umfänglich an der Verschlussschraube ausgebildet. Um eine gute Montagefähigkeit des oder der Dichtelemente sicherzustellen, ist zwischen dem jeweiligen Eingang und dem ihm zugeordneten Dichtelement, insbesondere über ein das Gehäuse des Wechselventils radial durchsetzendes Sicherungselement, insbesondere einen Stift oder Splint, ein axialer Anschlag angeordnet oder ausgebildet. Um für einen gegebenen Hub des entsprechenden Ventilkörpers eine feinere Dosierung des über den jeweiligen Öffnungsquerschnitt strömenden Druckmittelvolumenstroms zu ermöglichen, weist in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung der Hauptventilkörper und / oder der Pilotventilkörper, insbesondere in einem Druckmittelströmungspfad vom Pumpenkanal hin zum Zulaufkanal, eine Feinsteuergeometrie, insbesondere zumindest eine Feinsteuerkerbe auf.
Eine erfindungsgemäße Steueranordnung weist die vorbeschriebene Ventilanordnung und hat zudem eine hydrostatische Pumpe, über die der zumindest eine Verbraucher in Abhängigkeit des Lastdrucks mit Druckmittel versorgbar ist. Die Steueranordnung weist dazu bevorzugt zumindest eine dem Zulaufventil vor- oder nachgeschaltete Individualdruckwaage auf und ist demgemäß in vorbeschriebener Weise als LS- oder LUDV-System ausgeführt. In diesen beiden Fällen ist die Pumpe bevorzugt verstellbar ausgestaltet und die Steueranordnung weist bevorzugt einen Förderstromregler auf, der einerseits mit dem Pumpendruck und andererseits mit dem Lastdruck und dem Druckäquivalent einer Regelfeder beaufschlagt ist. Alternativ zu diesen beiden Varianten weist die Steueranordnung eine Konstantpumpe und ein in Öffnungsrichtung mit dem Lastdruck beaufschlagtes Bypassventil auf.
Im Folgenden werden ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steueranordnung und vier Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Ventilanordnung anhand von sieben Zeichnungen, sowie zwei Ausführungsbeispiele des in der Steueranordnung beziehungsweise Ventilanordnung verwendeten Wechselventils anhand von zwei Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 zur Übersicht ein stark vereinfachtes Schaltschema eines ersten Ausführungsbeispiels einer hydrostatischen Steueranordnung;
2 ein allgemeines Schaltschema eines in der Steueranordnung gemäß 1 verwendeten ersten Ausführungsbeispiels einer Ventilanordnung;
3 die Ventilanordnung gemäß 2 in einem Längsschnitt;
4 ein detailliertes Schaltschema der Ventilanordnung gemäß den 2 und 3;
5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ventilanordnung in einem Längsschnitt;
6 ein detailliertes Schaltschema der Ventilanordnung gemäß 5;
7 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Ventilanordnung in einem Längsschnitt;
8 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Ventilanordnung in einem Längsschnitt;
9 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Wechselventils in einem Längsschnitt; und
10 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Wechselventils in einem Längsschnitt.
Durch die im Folgenden erläuterten Steuer- und Ventilanordnungen erfolgt eine Lastmeldung in einem separaten Lastmeldekanal des einem Zulaufventil zugeordneten hydrostatischen Verbrauchers derart, dass bei einer Nichtbetätigung des Zulaufventils eine leckagefreie Abdichtung eines Last- oder Zulaufkanals gegenüber dem Lastmeldekanal ermöglicht ist. Des Weiteren ist gegeben, dass bei Nichtbetätigung des entsprechenden Zulaufventils der Lastmeldekanal hin zum Rücklauf entlastet und diese Entlastung bei Betätigung des Zulaufventils aufgehoben ist. Dabei ist das Zulaufventil als proportional verstellbares Sitzventil im Zulauf des Verbrauchers angeordnet.
1 zeigt zur Übersicht ein stark vereinfachtes Schaltschema eines Ausführungsbeispiels einer hydrostatischen Steueranordnung 1. Sie dient der Druckmittelversorgung mehrerer Verbraucher eines mobilen Arbeitsgeräts, beispielsweise eines Hydraulikbaggers, eines Traktors, eines Baggerladers oder Gabelstaplers oder dergleichen. Die Druckmittelversorgung der Verbraucher 2, 4, hier beispielhaft als Differentialzylinder dargestellt, erfolgt über einen Steuerblock 5, der zwei Ventilscheiben beziehungsweise Wegeventilsektionen 6, 8 hat, von denen jede einem der Verbraucher 2, 4 zugeordnet ist. Jede der Wegeventilsektionen 6, 8 hat zwei Arbeitsanschlüsse A, B, die über die im Folgenden beschriebene Ventilanordnung mit Anschlüssen P, T und LS des Steuerblocks 5 verbindbar sind.
Die Steueranordnung 1 hat eine Pumpe, im vorliegenden Fall eine Verstellpumpe 10, deren Druckanschluss über eine Druckleitung 12 mit dem Druckanschluss P des Steuerblocks 5 verbunden ist. Abweichend vom hier gezeigten und den weiterhin folgenden Ausführungsbeispielen, kann anstelle einer Verstellpumpe auch eine Konstantpumpe mit Bypassventil verwendet werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verstellpumpe 10 beispielsweise als Axialkolbenpumpe ausgeführt, deren Schwenkwinkel über einen Stellzylinder 14 verstellbar ist. Die Ansteuerung des Stellzylinders 14 erfolgt über einen Förderstromregler 16. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schwenkwinkel über eine Rückstelleinrichtung 18 in Richtung des maximalen Schwenkwinkels mit dem Druck der Druckleitung 12 und entgegen diesem Schwenkwinkel mit einer Federkraft beaufschlagt, während der Stellzylinder 14 zur Verringerung des Schwenkwinkels gegen die Kraft der Rückstelleinrichtung 18 verstellt werden kann. Der Förderstromregler 16 ist durch die Kraft einer Regelfeder 20 und den Steuerdruck in einer Lastmeldeleitung 22 in Richtung einer Entlastung des Stellzylinders 14 vorgespannt, wobei eine Steuerölverbindung von einer in den Stellraum des Stellzylinders 14 mündenden Stellleitung 24 hin zu einem Tank T aufgesteuert wird. In der Lastmeldeleitung 22 liegt der höchste Lastdruck der angesteuerten Verbraucher 2, 4 an, der am LS-Anschluss des Steuerblocks 5 abgegriffen wird. Der Tankanschluss T des Steuerblocks 5 ist über eine Tankleitung 26 mit dem Tank T verbunden.
Entgegen der Kraft der Regelfeder 20 und dem höchsten Lastdruck wirkt auf den Ventilschieber des Förderstromreglers 16 der Pumpendruck, der an der Druckleitung 12 abgegriffen wird. Dieser Pumpendruck liegt auch an einem Druckanschluss P des Förderstromreglers 16 an. Bei Ansteuerung der Verstellpumpe 10 steigt der Pumpenvolumenstrom und damit der Pumpendruck in der Druckleitung 12 solange an, bis sich an den Stirnflächen des Förderstromreglers 16 ein Kräftegleichgewicht aus der Druckkraft des Pumpendrucks zum einen und zum anderen aus dem Lastdruck des lastdruckhöchsten Verbrauchers und der Kraft der Regelfeder 20 einstellt. Der Pumpendruck ist dann um die aus der Federkraft der Regelfeder 20 vorgegebene Druckdifferenz höher als der höchste Lastdruck. Die Grundfunktion einer derartigen Pumpenregelung ist aus dem Stand der Technik beispielsweise aus der Druckschrift EP 2 171 285 B1 bekannt, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind.
Jede Ventilscheibe 6, 8 ist mit Verbraucheranschlüssen A, B, einem Druckanschluss P, einem Tankanschluss T und einem Lastmeldeanschluss LS ausgeführt, wobei die letztgenannten Anschlüsse P, T und LS in Druckmittelverbindung mit der jeweils benachbarten Ventilscheibe 8, 6 stehen.
Bei den im Folgenden beschriebenen Ventilscheiben 6, 8 ist jedem Verbraucheranschluss A, B eine Zumessblende 28, 30 sowie jeweils ein Senkbremsventil 32, 34 zugeordnet. Zur Lastkompensierung ist den Zumessblenden 28, 30 zumindest eine Individualdruckwaage 36 zugeordnet, über die der Druckabfall über der jeweiligen Zumessblende 28, 30 konstant gehalten werden kann. Bei der in 1 dargestellten Lösung ist die Ventilscheibe 6, 8 als LS-System ausgeführt, wobei eine einzige Individualdruckwaage 36 den beiden Zumessblenden 28, 30 zugeordnet ist. Ein Eingangsanschluss der federvorgespannten Individualdruckwaage 36 ist über einen Druckkanal 38 an den Druckanschluss P der Ventilscheibe 6, 8 angeschlossen. Ein Ausgang der Individualdruckwaage 36 ist über einen sich verzweigenden Pumpenkanal 40 mit jeweils einem Druckanschluss P der beiden Zumessblenden 28, 30 verbunden. Die Individualdruckwaage 36 ist in Schließrichtung vom Druck stromaufwärts der Zumessblenden 28, 30 und in Öffnungsrichtung vom individuellen Lastdruck des angeschlossenen Verbrauchers 2, 4 beaufschlagt, der über einen LS-Kanal 42 abgegriffen wird. Dieser führt zu einem Eingang eines Wechselventils 44, an dessen anderem Eingang der höchste Lastdruck des jeweils anderen der Verbraucher 2, 4 anliegt. Für den Fall weiterer hydrostatischer Verbraucher wird der höchste Lastdruck dabei über eine Wechselventilkaskade abgegriffen. Der Ausgang des Wechselventils 44 ist an den LS-Anschluss des Ventilblocks 5 angeschlossen, so dass der höchste aller Lastdrücke zum eingangs beschriebenen Förderstromregler 16 gemeldet wird.
Die beiden baugleichen Zumessblenden 28, 30 sind jeweils als elektrisch ansteuerbare, proportional verstellbare Sitzventile ausgeführt, deren Arbeitsanschlüsse A, B über Kanäle mit den Arbeitsanschlüssen A, B der Ventilscheiben 6, 8 verbunden sind. Bei der folgenden Beschreibung der Steuerung des Zulaufvolumenstroms über die die Zumessblenden 28, 30 aufweisenden hydrostatischen Ventilanordnungen 29, 31 wird angenommen, dass der Verbraucheranschluss A im Zulauf und der Verbraucheranschluss B im Ablauf liegt. Entsprechend dieser Annahme wird der zum Verbraucheranschluss A führende Kanal als Zulaufkanal 46 und der zum Verbraucheranschluss B führende Kanal als Ablaufkanal 48 bezeichnet. Die Stirnflächen der beiden Zulaufventile 29, 31 sind bei Beginn der Öffnung der Blendenquerschnitte der Zumessblenden 28, 30 druckausgeglichen.
Durch Bestromung eines Proportionalmagneten 50, 52 können die Zumessblenden 28, 30 aus der dargestellten Sperrposition, in der ein Abströmen vom Verbraucher 2, 4 in Richtung zur Individualdruckwaage 36 leckagefrei abgesperrt ist, in eine Öffnungsrichtung verstellt werden, wobei der Öffnungsquerschnitt von der Bestromung des Proportionalmagneten 50, 52 abhängt. Der Druck stromaufwärts der jeweiligen Zumessblende 28, 30 wird an einem LS-Anschluss der Zumessblende 28, 30 abgegriffen. Dieser Druck liegt an den Eingängen eines weiteren Wechselventils 54 an, dessen Ausgang mit dem vorgenannten LS-Kanal 42 gebunden ist. Der Lastdruck am LS-Anschluss der Zumessblende 28 wird auch über einen Lastabgriffkanal 56 zur Signaldruckkammer des dem Anschluss B und somit im Ablauf angeordneten Senkbremsventils 34 gemeldet. In entsprechender Weise wird der Lastdruck am LS-Anschluss der anderen Zumessblende 30 über einen Lastabgriffkanal 58 mit der Signaldruckkammer des zulaufseitigen Senkbremsventils 32 verbunden. Dementsprechend werden über das Wechselventil 54 auch die beiden Signaldruckkammern der Senkbremsventile 32, 34 voneinander getrennt. Zur eingehenderen Beschreibung und zum Zwecke der Offenbarung sei bezüglich der Funktionalität der Senkbremsventile 32, 34 auf die parallele Patentanmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 10 2012 203 386.6 verwiesen, so dass weitere Ausführungen dazu entbehrlich sind.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind Druckbegrenzungsventile, über die der Druck im Zulaufkanal 46 und im Ablaufkanal 48 begrenzt ist, nicht dargestellt. Beim Überschreiten eines an diesen Druckbegrenzungsventilen eingestellten Maximaldrucks öffnen diese eine Druckmittelverbindung zu einem mit dem Tankanschluss T verbundenen Entlastungskanal.
Es folgt eine eingehendere Beschreibung der beiden identischen, die Zumessblenden 28, 30 aufweisenden Ventilanordnungen 29, 31 anhand der 2. 2 zeigt allgemeine Schaltschemata der Ventilanordnung 29 in verschiedenen Detailgraden. In 2 rechts ist das stark vereinfachte Schaltsymbol für die frei geschnittene Ventilanordnung 29 gemäß der Steueranordnung 1 gemäß 1 dargestellt. Es sind der mit dem Zulaufkanal 46 verbundene Verbraucheranschluss A, der mit dem Pumpenkanal 40 verbundenen Pumpenanschluss P, der mit dem Tank verbundene Tankanschluss T und der mit dem LS-Kanal 42 gemäß 1 verbindbare Lastmeldeanschluss LS dargestellt. Die Zumessblende 28 ist proportional verstellbar und in Sitzbauweise ausgeführt. In einer Sperrstellung (a) ist der Zulaufkanal 46 leckagefrei gegen den Pumpenkanal 40 abgesperrt und ein Lastmeldekanal 60 ist zum Tank hin entlastet, so dass gegebenenfalls in den Lastmeldekanal 60 eintretende Leckagen zu keiner fehlerhaften Druckerhöhung im Lastmeldekanal 60 führen. Die Ventilanordnung 29 weist eine Zulaufstellung (b) auf, bei der der Pumpenkanal 40 über die Zumessblende 28 mit dem Zulaufkanal 46 verbunden ist. Stromabwärts der Zumessblende 28 wird der Lastdruck, der im Zulaufkanal 46 anliegt, abgegriffen und an den Lastmeldekanal 60 übergeben. Die Ventilanordnung 29 weist eine über eine Feder 62 vorgespannte Sperrstellung (a) auf. Um die Sperrstellung (a) in die Zulaufstellung (b) zu schalten, weist sie den Proportionalmagneten 50 auf.
In 2 links ist ein genauer ausdetailliertes Schaltschema der Ventilanordnung 29 dargestellt, über das im Folgenden die erfindungsgemäße Funktionsweise der Ventilanordnung 29 beziehungsweise 31 erläutert wird. Die Ventilanordnung 29 zeigt eine Lösung mit einem proportional verstellbaren Hauptsitz- beziehungsweise Zulaufventils 64 zur Druckmittelversorgung eines Zulaufs eines Verbrauchers, bei der der Lastmeldekanal 60 im nicht betätigten Zustand des Zulaufventils 29 leckagefrei gegen den Zulaufkanal 46 abgedichtet ist. Des Weiteren zeigt die Lösung eine Entlastung des Lastmeldekanals 60 hin zum Tank bei Nichtbetätigung des Zulaufventils 29 und die Aufhebung dieser Entlastung bei einer Betätigung des Zulaufventils 29.
Gemäß 2 links weist das Zulaufventil 29 das Hauptsitzventil 64, ein Wegeventil 66 und ein inverses Wechselventil 68, das in Sitzbauweise beziehungsweise als Sitzventil ausgeführt ist, auf. Das Hauptsitzventil 64 sperrt über die federvorgespannte Sperrstellung (a) den Zulaufkanal 46 leckagefrei gegen den Pumpenkanal 40 ab und kann über den Proportionalmagneten 50 in die Zulaufstellung (b) verstellt werden. Über das Wechselventil 68 kann in Abhängigkeit der an einem Verbrauchereingang V und einem an einem Steueranschluss S des Wechselventils 68 anstehenden Druck der niedrigere der Drücke ausgewählt und in den Lastmeldekanal 60 gemeldet werden. Das inverse Wechselventil 68 sperrt dabei den Verbrauchereingang V leckagefrei gegen den Lastmeldekanal 60 und gegen einen Steuerkanal 70 ab. Das Hauptsitzventil 64 ist mit dem Wegeventil 66 mechanisch gekoppelt. Das Wegeventil 66 ist als ein 4/3-Wegeschaltventil ausgestaltet und verbindet in seiner dargestellten Ausgangsstellung bei geschlossenem Hauptsitzventil 64 den Steuerkanal 70 mit einem Rücklaufkanal 72, der im dargestellten Ausführungsbeispiel zum Tank hin entlastet ist. Ist der Lastdruck im Zulaufkanal 46 größer als der Rücklaufdruck im Steuerkanal 70, verbleiben Dichtelemente 74, 76 des Wechselventils 68 in der dargestellten Position und der Lastmeldekanal 60 ist zum Rücklaufkanal 72 hin entlastet. In den Lastmeldekanal 60 eintretende Leckagen können somit abgeführt werden und es entsteht kein ungewollter Druckanstieg im Lastmeldekanal 60. Gemäß 2 links gut zu erkennen ist, dass ein Ventilkörper 78 des Wegeventils 66 mechanisch starr mit einem Hauptventilkörper 80 des Hauptsitzventils 64 gekoppelt ist. Bei einer Betätigung des Proportionalmagneten 50 verändert daher das Wegeventil 66 zusammen mit dem Hauptsitzventil 64 seine Position und verbindet nun den Steuerkanal 70 mit dem Pumpenkanal 40. Somit ist während dieser ersten Steuerphase aufgrund der geöffneten Verbindung zwischen dem Steuerkanal 70 und dem Lastmeldekanal 60 dieser direkt mit dem Pumpenkanal 40 verbunden. Ein so entstandener Kurzschluss am Förderstromregler der Pumpe (vergleiche Bezugszeichen 16 und 10 in 1) sorgt bei LS- und LUDV-Systemen für eine Vergrößerung des Schluckvolumens der Pumpe, da über den noch geschlossenen Öffnungsquerschnitt des Hauptsitzventils 64 derzeit zu dem Zeitpunkt kein Druck abfällt. Der Förderstromregler der Pumpe ist daher im Anschlag. Erreicht der Pumpendruck den Wert des im Zulaufkanal 46 abgegriffenen Lastdrucks, so schalten die Dichtelemente 74, 76 im inversen Wechselventil 68 um und der nun niedrigere Lastdruck wird in den Lastmeldekanal 60 gemeldet. Für alle gezeigten und folgenden Ausführungsbeispiele gilt, dass die Steuerfolge bevorzugt so eingestellt ist, dass das Wegeventil 66 zuerst den Steuerkanal 70 mit dem Pumpenkanal 40 verbindet, bevor das Hauptsitzventil 64 über dessen Zumessblende 28 einen Öffnungsquerschnitt zwischen dem Pumpenkanal 40 und dem Zulaufkanal 46 freigeben kann.
3 zeigt die Ventilanordnung 29 gemäß den 1 und 2, die baugleich mit der Ventilanordnung 31 dieser Figuren ausgebildet ist, in einem Längsschnitt. Die Ventilanordnung 29 integriert das Zulauf- beziehungsweise Hauptsitzventil 64, das inverse Wechselventil 68 und das Wegeventil 66. Die Ventilanordnung 29 ist dabei in die Ventilscheibe 6 gemäß 1 der hydrostatischen Steueranordnung 1 eingebaut und weist ein Ventilgehäuse 82 auf. In das Ventilgehäuse 82 in 3 links ist ein Hauptventilkörper 84 axial verschieblich aufgenommen. Weiterhin weist die Ventilanordnung 29 einen in einer Axialbohrung des Hauptventilkörpers 84 axial verschieblich aufgenommenen Vorsteuer- beziehungsweise Pilotventilkörper 86 auf. Die Ventilscheibe 6 weist den Pumpenkanal 40, den Zulaufkanal 46, den Lastmeldekanal 60 und den Rücklaufkanal 72 auf. Mit den genannten Kanälen stehen die Anschlüsse P, A, LS und T, die am Ventilgehäuse 82 der Ventilanordnung 29 ausgebildet sind, in Druckmittelverbindung. Der Hauptventilkörper 84 ist mit dem Pilotventilkörper 86 hydraulisch-mechanisch gekoppelt.
Ist eine Spule 88 des Proportionalmagneten 50 nicht bestromt, so befindet sich ein druckausgeglichener Magnetanker 90 in seiner Ruhelage. Der Magnetanker 90 und der Ventilkörper 78 des Wegeventils 66 sind in diesem Moment durch eine leicht vorgespannte Feder 92 in ihre Ausgangs- beziehungsweise Vorzugslagen gedrückt. Durch eine Verstellschraube 94 kann eine Vorspannkraft der Feder 92 auf einfache Weise variiert werden. So können Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden und der gewünschte Magnetstrom eingestellt werden, bei dem sich der Ventilkörper 78 des Wegeventils 66 und der mechanisch an diesen gekoppelte Pilotventilkörper 86 anfangen zu bewegen.
Über eine weitere Feder 96 wird bei unbestromter Spule 88 der Pilotventilkörper 86 in seinen in Kegelsitzbauweise ausgeführten Dichtsitz 98 gepresst. Ist ein Druck im Pumpenkanal 40 und damit am Pumpenanschluss P des Ventilgehäuses 82 niedriger als der Lastdruck im Zulaufkanal 46 beziehungsweise am Zulaufanschluss A des Ventilgehäuses 82, so meldet ein Wechselventil 100 den höheren Lastdruck durch im Pilotventilkörper 86 ausgebildete Radial- und Axialkanäle 102, 104 in einen Rückraum 106 des Pilotventilkörpers 86, der dadurch eine zusätzliche Kraft erfährt, die ihn in seinen Dichtsitz 98 presst. Der Druck im Rückraum 106 wird durch eine Blende 108 in einen Rückraum 110 des Hauptventilkörpers 84 gemeldet. Die daraus resultierende, auf eine rückwärtige Stirnfläche des Hauptventilkörpers 84 wirkende Druckkraft presst den Hauptventilkörper 84 in seinen ebenfalls in Kegelsitzbauweise ausgeführten Dichtsitz 112 mit dem Ventilgehäuse 82. Weiterhin ist über den Ventilkörper 78 des Wegeventils 66 eine Druckmittelverbindung vom Lastmeldekanal 60 über den LS-Anschluss und den Steueranschluss S des Wechselventils 68, den Steuerkanal 70 und den Tankanschluss T des Ventilgehäuses 82 hin zum Rücklaufkanal 72 beziehungsweise den Tank T aufgesteuert. In dieser Stellung des Ventilkörpers 78 wird demgemäß der Druck im Rücklaufkanal 72 an den Steuereingang S des Wechselventils 68 gemeldet. Da der aus dem Zulaufkanal 46 über den Zulaufanschluss A des Ventilgehäuses 82 an den Verbrauchereingang V des Wechselventils 68 gemeldete Lastdruck größer ist als der Druck im Rücklaufkanal 72, sperrt das Wechselventil 68 den Verbrauchereingang V durch einen Dichtsitz eines ersten Dichtelementes 74 leckagefrei ab. Über das Wechselventil 68 ist somit einerseits der Lastmeldekanal 60 zum Tank hin entlastet und andererseits der Zulaufkanal 46 leckagefrei gegen den Lastmeldekanal 60 abgesperrt.
Wird nun die Spule 88 des Horizontalmagneten 50 bestromt, wirkt eine Kraft auf den Magnetanker 90 in öffnender Richtung. Dieser Kraft entgegen wirken über den Ventilkörper 78 und den daran gekoppelten Pilotventilkörper 86 die Kraft der Feder 96 und die aus dem Druck im Rückraum 106 des Pilotventilkörpers 86 resultierende Druckkraft. Die resultierende Druckkraft wirkt nur bei nicht druckausgeglichenem Pilotventilkörper 86, wenn der Druck im Pumpenkanal 40 kleiner ist als der Lastdruck im Zulaufkanal 46. Es muss ein derart hoher Magnetstrom vorgegeben werden, dass der Ventilkörper 78 eine Verbindung zwischen dem Steuerkanal 70 und dem Rücklaufkanal 72 schließt. Etwa gleichzeitig wird dabei eine Verbindung zwischen dem Pumpenkanal 40 und dem Steuerkanal 70 hergestellt. Um dabei eine Position des Magnetankers 90 bestimmen zu können, kann unabhängig von dem gezeigten Ausführungsbeispiel auf ein sensorloses Wegerfassungskonzept zurückgegriffen werden. Beispielsweise kann anhand einer Änderung einer Induktivität der Spule 88 und gleichzeitiger Erfassung eines Magnetstroms auf die Position des Magnetankers 90 und damit auf den Öffnungsquerschnitt des Dichtsitzes 112 geschlossen werden. Um die Magnetkräfte beim Umschalten des Ventilkörpers 78 deutlich zu reduzieren, kann die mechanische starre Kopplung zwischen Ventilkörper 78 und Pilotventilkörper 86 aufgehoben und alternativ durch eine elastische Kopplung, vorzugsweise durch eine Feder realisiert, ersetzt werden (ähnlich dargestellte Lösung in 8 – direkt betätigtes Ventil). So muss die Magnetkraft nur gegen die Kraft der neu hinzugefügten Feder zwischen dem Ventilkörper 78 und dem Pilotventilkörper 86 arbeiten, wobei eine deutlich kleinere Magnetkraft benötigt wird, um den Ventilkörper 78 zu bewegen und eine Druckmittelverbindung zwischen dem Pumpenkanal 40 und dem Steuerkanal 70 zu realisieren. Bei Druckmittelverbindung zwischen dem Pumpenkanal 40 und dem Steuerkanal 70 wird der Pumpendruck in den LS-Kanal gemeldet und die Pumpe kann ausschwenken. Erreicht der Pumpendruck einen Wert höher als der Lastdruck, ist der Pilotventilkörper 86 druckausgeglichen und kann bei weiterer Bestromung des Proportionalmagneten 50 durch den Ventilkörper 78 proportional zur Magnetkraft geöffnet werden. Hierbei muss ein direkter mechanischer Kontakt zwischen dem Ventilkörper 78 und dem Pilotventilkörper 86 bestehen.
Durch die so hergestellte Druckmittelverbindung zwischen dem Pumpenkanal 40 und dem Steuerkanal 70 entsteht am Förderstromregler 16 (vergleiche 1) der vorbeschriebene Kurzschluss, der dazu führt, dass die Pumpe ausschwenkt und sich der Fördervolumenstrom erhöht. Ist daraufhin der Druck im Pumpenkanal 40 soweit angestiegen, dass er größer ist, als der Lastdruck im Zulaufkanal 46, schaltet das inverse Wechselventil 68 um und meldet den kleineren Lastdruck des Zulaufkanals 46 in den Lastmeldekanal 60. Im Folgenden wird über die Individualdruckwaage der Steueranordnung (36, vergleiche 1) ein gegenüber dem Lastdruck um eine bestimmte Druckdifferenz höherer Pumpendruck eingestellt.
Etwa zeitgleich schaltet auch das Wechselventil 100 um und meldet den nun höheren Pumpendruck im Pumpenkanal 40 über im Pilotventilkörper 86 ausgebildete Kanäle 114, 116 und 104 in den Rückraum 106 des Pilotventilkörpers 86. Über die Blende 108 wird der Druck im Rückraum 106 wiederum in den Rückraum 110 des Hauptventilkörpers gemeldet. Dieser erfährt dadurch eine resultierende Kraft in schließender Richtung, da seine den Rückraum 110 begrenzende Stirnfläche vollständig mit Pumpendruck beaufschlagt ist und auf einen Teil der gegenüber angeordneten Stirnfläche der geringere Lastdruck wirkt.
Über die angesprochene sensorlose Huberfassung kann ein Betriebspunkt erfasst werden, zu dem der Pilotventilkörper 86 druckausgeglichen ist. Dies gilt, wenn der Pumpendruck höher ist als der Lastdruck. Da die Position des Magnetankers 90 auf den Wert geregelt wird, bei dem die Lastmeldung vom Zulaufkanal 46 in den Lastmeldekanal 60 erfolgt, jedoch eine über eine Axialbohrung des Hauptventilkörpers 84 und eine radiale Erweiterung des Pilotventilkörpers 86 ausgebildete Feinsteuergeometrie 118 noch keine Verbindung zwischen dem Zulaufkanal 46 und dem Pumpenkanal 40 aufgesteuert hat, fließt kein Druckmittelvolumenstrom vom Zulaufkanal 46 zurück in den Pumpenkanal 40. Ist der Pilotventilkörper 86 druckausgeglichen, so muss ein deutlich niedrigerer Magnetstrom aufgebracht werden, um diese eingeregelte Position zu halten. Nähert sich der Magnetstrom einem Wert, bei dem die resultierende Druckkraft im Rückraum 106 nur noch der Kraft der Feder 96 entgegenwirken muss, so kann angenommen werden, dass der Pilotventilkörper 86 druckausgeglichen ist. Bei weiterer Bestromung der Spule 88 bewegt sich der Magnetanker 90 weiter und über die Feinsteuergeometrie 118 wird eine Verbindung zwischen dem Zulaufkanal 46 und dem Pumpenkanal 40 aufgesteuert. Auf diese Weise wird ein Absinken der Last bei Bewegungsbeginn vermieden, da der Pumpendruck bei Bewegungsbeginn nicht kleiner als der Lastdruck ist. Auf ein zusätzliches Rückschlagventil kann somit verzichtet werden. Die Feinsteuerung des Zulaufvolumenstroms ist über die Feinsteuergeometrie 118 des Pilotventilkörpers 86 realisiert.
Nach einem vorbestimmten Hub des Pilotventilkörpers 86 wird über eine Feinsteuergeometrie 120 ein Blendenquerschnitt aufgesteuert, über den der Rückraum 110 des Hauptventilkörpers 84 über eine in diesem ausgebildete Kanalbohrung 122 mit einem Zwischenkanal 124 verbunden ist. Ein so entstandener Druckteiler bewirkt eine Absenkung des Druckes in Rückraum 110 des Hauptventilkörpers 84. Dadurch ändert sich die Richtung der resultierenden Druckkraft auf den Hauptventilkörper 84 solange, bis dieser sich in Bewegung setzt. Die Bewegung des Hauptventilkörpers 84 resultiert wiederum in einer Verringerung des Blendenquerschnitts an der Feinsteuergeometrie 120, solange bis sich ein Gleichgewicht der Druckkräfte eingestellt hat. Auf diese Weise folgt der Hauptventilkörper 84 einer Bewegung des Pilotventilkörpers 86 und gibt über seinen kegelförmigen Dichtsitz 112, den er mit dem Ventilgehäuse 82 ausbildet, einen Öffnungsquerschnitt zwischen dem Pumpenkanal 40 und dem Zulaufkanal 46 frei. Über diesen Blendenquerschnitt kann ein weit größerer Zulaufvolumenstrom fließen als über den am Dichtsitz 98 ausgebildeten Blendenquerschnitt des Pilotventilkörpers 86.
4 zeigt einen schematischen Schaltplan der anhand 3 beschriebenen Ventilanordnung 29.
5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung 229 mit einem Hauptsitzventil 264, einem Wegeventil 266 und dem Wechselventil 68 in inverser Ausführung. Weiterhin weist die Ventilanordnung 229 einen Wegaufnehmer 326 zur Bestimmung der Position eines Hauptventilkörpers 284 auf. Der Wegaufnehmer 326 ist über eine Signalleitung 330 mit einer Steuereinheit 332 und diese wiederum über eine Stromleitung 334 mit der Spule 88 des Proportionalmagneten 50 verbunden. Zwischen dem Hauptventilkörper 284 und einem Pilotventilkörper 286 besteht im Falle diese Ausführungsbeispiels keine hydraulisch-mechanische Kopplung, da die beiden Ventilkörper 284, 286 zusammen keinen Blendenquerschnitt ausbilden. Anders als beim ersten Ausführungsbeispiel der Ventilanordnung 29 gemäß 3 sind die beiden Ventilkörper 284, 286 quer beziehungsweise nicht koaxial zueinander angeordnet. Alternativ können die beiden Ventilkörper 284, 286 koaxial, insbesondere konzentrisch, zueinander angeordnet sein. Hierfür sind sie bevorzugt hintereinander angeordnet. Der Hauptventilkörper 284 ist dabei in einer Zylinderbohrung 203 eines Ventilgehäuses 282 axial verschieblich aufgenommen, der Pilotventilkörper 286 ist einer Zylinderbohrung 202 eines Ventilgehäuses 283 axial verschieblich aufgenommen.
In einem unbestromten Zustand des Proportionalmagneten 50 wirken auf den Pilotventilkörper 286 eine Vorspannkraft einer Feder 297 und eine Druckkraft des sich in einem Rückraum 206 des Pilotventilkörpers 286 einstellenden Druckes. Der Pilotventilkörper 286 wird dadurch in seinen Dichtsitz 298 mit dem Gehäuse 283 gepresst. Ein Wechselventil 200, das im Hauptventilkörper 284 angeordnet ist, wählt den höheren Druck aus dem Pumpendruck im Pumpenkanal 40 und dem Lastdruck im Zulaufkanal 46 aus. Der höchste Druck wird dabei über einen Axialkanal 304 im Hauptventilkörper 284 und über eine in diesem angeordnete Blende 308 in einen Rückraum 310 des Hauptventilkörpers 284 gemeldet. Aus diesem Druck im Rückraum 310 resultiert eine Druckkraft an einer den Rückraum 310 begrenzenden Stirnfläche des Hauptventilkörpers 284, die zusammen mit der Vorspannkraft einer Feder 296 den Hauptventilkörper 284 in seinen Dichtsitz 312 mit dem Gehäuse 282 presst. Dabei kann sich der Druck im Rückraum 310 über einen die Ventilgehäuse 282, 283 verbindende Gehäusebohrung und eine weitere Blende in den Rückraum 306 des Pilotventilkörpers 286 fortpflanzen.
Des Weiteren ist über den Ventilkörper 78 des Wegeventils 266 der Steuerkanal 70 mit dem Rücklauf- beziehungsweise Tankkanal 72 verbunden. Da somit auf dem Steuereingang S des Wechselventils 68 Rücklaufdruck und auf dem Verbrauchereingang V des Wechselventils 68 Lastdruck anliegt, zeigt die in 5 dargestellte Schaltstellung einen Zustand, indem der Lastmeldekanal 60 über den Steuerkanal 70 hin zum Rücklaufkanal beziehungsweise im Tank entlastet ist.
Wird der Proportionalmagnet 50 bestromt, so verschiebt er zunächst den Ventilkörper 78 in eine Position, in dem der Steuerkanal 70 nicht mehr mit dem Rücklaufkanal 72, sondern über eine die Gehäuse 282 und 283 durchsetzenden Verbindungskanal über den Pumpenkanal 40 in Druckmittelverbindung steht. Gleichzeitig ist eine Feinsteuergeometrie 320 des Pilotventilkörpers 286 noch geschlossen, so dass noch kein Blendenquerschnitt zwischen dem Rückraum 310 des Hauptventilkörpers 284 und einem Zwischenkanal 324 geöffnet ist. Über den geöffneten Dichtsitz 98 des Pilotventilkörpers 286 ist der Zwischenkanal 324 bereits mit dem Rücklaufkanal 72 verbunden. Somit kann sich über eine im Pilotventilkörper 286 ausgebildete Radial- und eine Axialbohrung der Rücklaufdruck in den Rückraum 306 des Pilotventilkörpers 286 fortpflanzen. Die Bedingung hier ist, dass ein Blendenquerschnitt derjenigen Blende, die in einem Druckmittelströmungspfad vom Rückraum 310 des Hauptventilkörpers 284 hin zum Rückraum 306 des Pilotventilkörpers 286 angeordnet ist, wesentlich kleiner ist als der Blendenquerschnitt der Blende 308, über die der Rückraum 310 des Hauptventilkörpers 284 entweder mit dem Zulaufkanal 46 oder mit dem Pumpenkanal 40 verbunden ist. Als Resultat ist der Pilotventilkörper 286 druckausgeglichen.
Über den geöffneten Steuereingang S des Wechselventils 68 ist zu diesem Zeitpunkt der Lastmeldekanal 60 mit dem Pumpenkanal 40 verbunden, wobei sich der vorbeschriebene Kurzschluss am Stromförderregler (bei LS- und LUDV-Ventilen) und bei LS-Systemen an einer möglichen vorgeschalteten Individualdruckwaage einstellt. Steigt der Pumpendruck derart an, dass er größer ist als der Lastdruck im Zulaufkanal 46, so schaltet das Wechselventil 68 um und meldet nun den Lastdruck aus dem Zulaufkanal 46 in den Lastmeldekanal 60. Ebenso schaltet das Wechselventil 200 um und meldet nun den Druck im Pumpenkanal 40 in den Rückraum 310 des Hauptventilkörpers 284. Um dem Hauptventilkörper 284 beziehungsweise dessen Dichtsitz 312 öffnen zu können, wird der Proportionalmagnet 50 weiter bestromt. Dadurch öffnet sich die Feinsteuergeometrie 320 des Pilotventilkörpers 286 und gibt dadurch einen Blendenquerschnitt zwischen dem Rückraum 310 des Hauptventilkörpers 284 und dem Zwischenkanal 324 frei. Dieser Blendenquerschnitt kann variiert werden. Über die Blende 308 und die durch die Feinsteuergeometrie 320 ausgebildete Blende mit variablem Querschnitt ergibt sich eine Druckteilerschaltung, so dass der Druck im Rückraum 310 variiert werden kann. Als Grenzen des Drucks im Rückraum 310 ergibt sich dabei der Pumpdruck – bei geschlossener Feinsteuergeometrie 320 – und nahezu Rücklaufdruck – bei vollständig geöffneter Feinsteuergeometrie 320. Durch den abfallenden Druck im Rückraum 310 des Hauptventilkörpers 284 stellt sich eine resultierende Kraft am Hauptventilkörper 284 in dessen öffnender Richtung ein. Der Hauptventilkörper 284 bewegt sich aus seinem mit dem Gehäuse 282 ausgebildeten Dichtsitz 312 und gibt einen Blendenquerschnitt zwischen den Pumpenkanal 40 und dem Zulaufkanal 46 frei. Es kann somit ein Zulaufvolumenstrom zum Verbraucher fließen.
Über den über eine Achse 320 mit dem Hauptventilkörper 284 gekoppelten Wegaufnehmer 326 wird die Position des Hauptventilkörpers 284 ermittelt. Das Positionssignal wird über die Signalleitung 330 an die Steuereinheit 332 übermittelt, die diesen Istwert mit einem Sollwert vergleicht und über die Stromleitung 334 entsprechend die Spule 88 des Proportionalmagneten 50 zur Ansteuerung des Wegeventils 266 und des Pilotventilkörpers 286 ansteuert. Auf diese Weise kann die Position des Hauptventilkörpers 284 beziehungsweise der Öffnungsquerschnitt am Dichtsitz 312 auf ihren beziehungsweise seinen vorgegebenen Sollwert geregelt werden. Der Proportionalmagnet 50 ist ansonsten baugleich mit dem Proportionalmagneten 50 der Ventilanordnung 29 gemäß 3.
6 zeigt einen schematischen Schaltplan der anhand 5 beschriebenen Ventilanordnung 229.
7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Ventilanordnung 429 das überwiegend dem zweiten Ausführungsbeispiel der Ventilanordnung 229 gemäß 5 und 6 entspricht. Der einzige Unterschied besteht darin, dass ein Hauptventilkörper 484 zusätzlich eine Feinsteuergeometrie 420 aufweist, über die bei geöffnetem Hauptventilsitz 312 der Druckmittelvolumenstrom vom Pumpenkanal 40 hin zum Zulaufkanal 46 fein dosiert steuerbar ist. Die Feinsteuergeometrie 420 wird dabei auf der Seite des Hauptventilkörpers 484 über einen radial erweiterten, Steuerbund ausgebildet. Ein Ventilgehäuse 482 ist zur Ausbildung der Feinsteuergeometrie 420 dahingehend abgewandelt, dass es im Bereich des Steuerbundes einen die Zylinderbohrung 203 radial verengenden Radialbund aufweist, der bündig mit dem Steuerbund des Hauptventilkörpers 484 abschließt. Der Steuerbund weist hin zu einem mit dem Pumpenkanal 40 in Druckmittelverbindung stehenden Druckraum Steuerkerben auf. Über die Feinsteuergeometrie 420 ist ein Druckmittelvolumenstrom vom Kanal 40 hin zum Zulaufkanal 46 feiner steuerbar, als wenn lediglich der Ventilsitz 312 des Hauptventilkörpers 484 mit dem Ventilgehäuse 482 zur Steuerung vorgesehen ist.
8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer Ventilanordnung 629, das bezüglich der Anschlüsse A, P, L, S und T bezüglich des Proportionalmagneten 50, des Wegeventils 66 und des inversen Wechselventils 68 im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der Ventilanordnung 29 gemäß 3 entspricht. Anders als dieses und die beiden anderen Ausführungsbeispiel gemäß den 5 bis 7 ist ein Hauptsitz- beziehungsweise Zulaufventil 664 nun nicht vor- sondern direkt gesteuert. Die wesentlichen damit verbundenen Änderungen sind eine nunmehr nicht mehr starre, sondern flexibel über eine Feder 699 ausgebildete Kopplung zwischen dem Ventilkörper 78 des Wegeventils 66 und einem Hauptventilkörper 684 des Hauptsitzventils 664, sowie die im Rückraum 110 des Hauptventilkörpers 684 angeordnete Feder 96, die auf den Hauptventilkörper 684 in Schließrichtung wirkt. Des Weiteren ist das Wechselventil 100 nun nicht mehr in einem Pilotventilkörper, sondern direkt im Hauptventilkörper 684 angeordnet, womit einhergeht ist, dass der Axialkanal 104 ebenso nicht in den Rückraum eines Pilotventilkörpers, sondern direkt in den Rückraum 110 des Hauptventilkörpers 684 mündet. Als weiteren Unterschied weist der Hauptventilkörper 684 in 8 etwa mittig einen radial erweiterten Steuerbund und das Ventilgehäuse 682 an etwa dieser Stelle einen radial verjüngten Steuerbund auf. Der radial erweiterte Steuerbund des Hauptventilkörpers 684 weist zudem Steuerkerben auf. Wird der Proportionalmagnet 50 bestromt, wirkt auf den Ventilkörper 78 eine Magnetkraft. Diese arbeitet gegen die Feder 669. Infolge des bestromten Magneten kann sich der Ventilkörper 78 bewegen und trennt die Druckmittelverbindung zwischen dem Steuerkanal 70 und dem Tankkanal 78 und gibt gleichzeitig eine Druckmittelverbindung zwischen dem Steuerkanal 70 und dem Pumpenkanal 40 frei. Durch den bereits beschriebenen Kurzschluss an der vorgeschalteten Individualdruckwaage 36 und dem Förderstromregler 16 der Pumpe 10, kann diese ausschwenken und in Folge erhöht sich der Druck im Pumpenkanal 40. Ist der Druck im Pumpenkanal 40 höher als der Lastdruck im Verbraucherkanal 46, meldet das inverse Wechselventil 68 den Lastdruck in den Lastmeldekanal 60 und das Wechselventil 100 meldet den Pumpendruck in den Rückraum 110 des Hauptventilkörpers 684. Der Hauptventilkörper 684 ist nun druckausgeglichen und kann durch weitere Bestromung des Proportionalmagneten 50 geöffnet werden. Hierbei liegt der Ventilkörper 78 direkt am Hauptventilkörper 684 an (direkte mechanische starre Kopplung).
Die folgenden beiden 9 und 10 zeigen zwei Ausführungsbeispiele für das in den vorherigen Figuren lediglich schematisch dargestellte Wechselventil 68. Gemäß 9 ist ein Wechselventil 168 in ein Ventilgehäuse – es sei angenommen, dass es sich um das Ventilgehäuse 82 des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 3 handelt – eingepresst. Das Wechselventil 168 hat ein zylindrisches Ventilgehäuse 802, das in einer Zylinderbohrung 804 des Ventilgehäuses 82 eingesetzt ist. In 9 links schließt an die Zylinderbohrung 804 ein Verbindungskanal 806 an. Dieser Verbindungskanal 806 steht gemäß 3 über den Zulaufanschluss A im Ventilgehäuse 82 mit dem Zulaufkanal 46 in Druckmittelverbindung. Etwa mittig am Ventilgehäuse 802 weist dieses eine Radialbohrung auf, über die der LS-Anschluss, wie er auch in 3 schematisch dargestellt ist, ausgebildet ist. Dieser LS-Anschluss steht mit dem Lastmeldekanal 60 gemäß 3 in Druckmittelverbindung. Der LS-Anschluss des Ventilgehäuses 802 steht dabei mit einem Ringraum 808, von dem das Ventilgehäuse 802 abschnittsweise umfänglich umgriffen ist, in Druckmittelverbindung. Ein im Lastmeldekanal 60 anstehender Lastdruck wirkt somit gleichförmig von allen Seiten auf das Ventilgehäuse 802. In 9 rechts weist das Ventilgehäuse 802 den Steuereingang S auf. Das Ventilgehäuse 802 ist über eine einen Innensechskant 810 aufweisende Verschlussschraube 812 axial im Ventilgehäuse 82 festgelegt. Um eine Druckmittelverbindung vom Steuereingang S hin zu dem Steuerkanal 70 (vergleiche 3) zu ermöglichen, weist die Verschlussschraube 812 einen axialen Verbindungskanal 814 und davon radial abzweigend eine Radialbohrung 816 auf, die mit dem Steuerkanal 70 in Druckmittelverbindung steht. Über die Verschlussschraube 812 ist das Ventilgehäuse 802 des Wechselventils 168 nicht nur axial im Ventilgehäuse 82 festgelegt, sondern es sind auch zwei Dichtsitze, ein erster Dichtsitz 818 am Verbrauchereingang V und ein zweiter Dichtsitz 820 am Steuereingang S ausgebildet. Bei ausreichend starkem Anzugsmoment der Verschlussschraube 812 ist damit die Leckage an den Dichtsitzen 818, 820 verhindert. Um zudem eine Leckage über eine Mantelfläche 822 des Ventilgehäuses 802 zu unterbinden, sind in die Mantelfläche 822 umlaufende Nuten vorgesehen, in die O-Ringe 824 eingesetzt sind. Jeder Eingang V, S des Wechselventils 168 weist jeweils ein kugelförmiges Dichtelement 74, 76 und diesem zugehörig einen kegelförmigen Ventilsitz 75, 77 auf. Zwischen den Dichtelementen 74 und 76 ist ein Koppelelement 826 angeordnet, über das lediglich eine Druckkraft vom ersten Dichtelement 74 auf das zweite Dichtelement 76, und umgekehrt, übertragbar ist. Um zu verhindern, dass die Dichtelemente 74, 76 nach ihrer Montage in die radial erweiterten Eingänge V, S im bestimmungsgemäßen Betrieb aus dem Ventilgehäuse 802 gleiten oder fallen, sind die Dichtelemente 74, 76 über Sicherungsstifte 828 gesichert. Die Sicherungsstifte 828 durchsetzen dabei das Ventilgehäuse 802 in radialer beziehungsweise transversaler Richtung. Die Stifte 828 sind über Presspassungen mit dem Gehäuse 802 verbunden und lassen dementsprechend nur eine sehr kleine Leckage über die entsprechende Verbindungsstelle zu. Um eine Abdichtung des Verbindungskanals 806, beziehungsweise des Zulaufkanals 46 und des Steuerkanals 70 gegen den Lastmeldekanal 60 weiter zu verbessern, können die O-Ringe 824 alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel bezogen auf eine Längsachse des Wechselventils 168 zwischen den beiden Stiften 828 angeordnet sein.
10 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wechselventils 268, das sich zunächst darin vom ersten Ausführungsbeispiel gemäß 9 unterscheidet, dass es nicht in das Ventilgehäuse 82 eingepresst, sondern eingeschraubt ist. Hierzu weist das Ventilgehäuse 82 eine Zylinderbohrung 904 mit einem radial verjüngten Innengewindeabschnitt 905 auf. Entsprechend weist ein Ventilgehäuse 902 des Wechselventils 268 in 10 links einen radial erweiterten Außengewindeabschnitt 907 auf. Auch das Wechselventil 268 weist die beiden Dichtelemente 74 und 76 mit ihren Ventilsitzen 75 und 77 auf. Ebenso vorhanden ist das Koppelelement 826, das wie beim ersten Ausführungsbeispiel des Wechselventils gemäß 9 axial verschieblich und mit Spiel in einer radialen Verengung des Ventilgehäuses 902 gleitend gelagert ist. Auch beim Ausführungsbeispiel gemäß 10 sind die Dichtelemente 74, 76 nicht fest mit dem Koppelelement 826 verbunden, so dass lediglich Druckkräfte vom einen zum andern Dichtelement 74, 76 und umgekehrt übertragen werden können. Weiterhin identisch ist die Sicherung der Dichtelemente 74, 76 im Ventilgehäuse 902 über die Sicherungsstifte 828 ausgeführt. Abweichend vom Ausführungsbeispiel gemäß 9 weist der Steuereingang S des Wechselventils 268 einen Innensechskant auf, über den das Wechselventil 268 in das Ventilgehäuse 82 einschraubbar ist. An einem in 10 linken Endabschnitt des Ventilgehäuses 902 beziehungsweise im Bereich des Zulauf- oder Verbrauchereingangs V ist über das Ventilgehäuse 902 und das Ventilgehäuse 82 eine Dichtsitz 918 ausgebildet, über den Leckage in einen zwischen diesen Gehäusen angeordneten Ringspalt verhindert ist. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 10 kann daher auf O-Ringe 824, wie sie in 9 gezeigt sind, verzichtet werden. Auch am Steuereingang S des Wechselventils 268 ist das Dichtkonzept gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 9 abgeändert. In diesem Bereich ist das Ventilgehäuse 902 kegelförmig verjüngt. Diese kegelförmige Außenmantelfläche des Ventilgehäuses 902 bildet zusammen mit einer umlaufenden Dichtkante der Verschlussschraube 912 einen Dichtsitz 920 aus. Aufgrund der beim Einschrauben der Verschlussschraube 912 an diesem kegelförmigen Abschnitt entstehenden radial nach außen wirkenden Kräften ist radial außen an der Verschlussschraube 912 im genannten Bereich ein radialer Dichtsitz 921 zusätzlich ausgebildet. Die Dichtsitze 920 und 921 stellen so sicher, dass das Wechselventil 268 am Steuereingang S leckagefrei abgedichtet ist. Auch die Verschlussschraube 912 weist die Radialbohrung 816 auf, über die der Steuereingang S mit dem Steuerkanal 70 in Druckmittelverbindung steht. Alternativ zum in 9 und 10 gezeigten lediglich Druckkräfte übertragenden Koppelelement, können die Dichtelemente auch fest miteinander über das Koppelelement verbunden sein.
Offenbart ist eine hydrostatische Ventilanordnung und eine Steueranordnung mit einer derartigen Ventilanordnung zur Druckmittelversorgung zumindest eines hydrostatischen Verbrauchers mit einem Zulaufventil mit einer einen Ventilsitz aufweisenden Zumessblende. Über diese ist eine Verbindung eines Zulaufkanals mit einem Pumpenkanal im Wesentlichen leckagefrei absperrbar. Weiterhin hat die Ventilanordnung einen Lastmeldekanal, der mit einem, insbesondere im Zulaufkanal abgegriffenen, Lastdruck des Verbrauchers beaufschlagbar ist. Dabei ist der Lastmeldekanal bei geschlossener Zumessblende über ein Sitzventil im Wesentlichen leckagefrei gegen den Zulaufkanal abgesperrt und über das gleiche Sitzventil mit einem Rücklaufkanal oder mit dem Pumpenkanal verbindbar.
Bezugszeichenliste

1: hydrostatische Steueranordnung
2, 4: hydrostatischer Verbraucher
5: Ventilblock
6, 8: Ventilscheibe
10: Verstellpumpe
12: Druckleitung
14: Stellzylinder
16: Förderstromregler
18: Rückstelleinrichtung
20: Regelfeder
22: Lastmeldeleitung
24: Stellleitung
26: Tankleitung
28, 30: Zumessblende
29, 31; 229; 429; 629: hydrostatische Ventilanordnung
32, 34: Senkbremsventil
36: Individualdruckwaage
38: Druckkanal
40: Pumpenkanal
42: LS-Kanal
44: Wechselventil
46: Zulaufkanal
48: Ablaufkanal
50, 52: Proportionalmagnet
54: Wechselventil
56, 58: Lastabgriffkanal
60: Lastmeldekanal
62: Feder
64; 264; 664: Hauptsitzventil (Zulaufventil)
66; 266: Wegeventil
68: Inverses Wechselventil
70: Steuerkanal
72: Rücklaufkanal
74: Erstes Dichtelement
75: Erster Ventilsitz
76: Zweites Dichtelement
77: Zweiter Ventilsitz
78: Ventilkörper
80: Hauptventilkörper
82; 282; 283; 482; 682: Ventilgehäuse
84; 284; 484: Hauptventilkörper
86; 286: Pilotventilkörper
88: Spule
90: Magnetanker
92: Feder
94: Verstellschraube
96; 296: Feder
98: Dichtsitz
100; 200: Wechselventil
102; 202: Radialbohrung
104; 304: Axialkanal
106; 306: Rückraum
108; 308: Blende
110; 210; 310: Rückraum
112; 312: Dichtsitz
114, 116; 216: Kanal
118: Feinsteuergeometrie
120; 320; 420: Feinsteuergeometrie
122: Kanal
124; 324: Zwischenkanal
326: Wegaufnehmer
202, 203: Gehäusebohrung
297: Feder
326: Wegaufnehmer
328: Achse
330: Signalleitung
334: Stromleitung
332: Steuereinheit
699: Feder
802; 902: Gehäuse
804; 904: Zylinderbohrung
806: Verbindungskanal
808: Ringkanal
810: Innensechskant
812; 912: Verschlussschraube
814: Sacklochbohrung
816: Radialbohrung
818, 820; 918, 920, 921: Dichtsitz
822: Außenmantelfläche
824: O-Ring
826: Koppelelement
828: Anschlag
905: Innengewindeabschnitt
907: Außengewindeabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5878647 A [0007]
EP 2171285 B1 [0039]
DE 102012203386 [0043]

Claims

Hydrostatische Ventilanordnung zur Druckmittelversorgung zumindest eines hydrostatischen Verbrauchers (2, 4) mit einem Zulaufventil (64; 264; 464; 664) mit einer einen Ventilsitz aufweisenden Zumessblende (28, 30), über die eine Verbindung eines Zulaufkanals (46) mit einem Pumpenkanal (40) im Wesentlichen leckagefrei absperrbar ist, und mit einem Lastmeldekanal (60), der mit einem abgegriffenen Lastdruck des Verbrauchers beaufschlagbar ist, und mit einem Sitzventil (68; 168; 268), dadurch gekennzeichnet, dass der Lastmeldekanal (60) bei geschlossener Zumessblende (28, 30) über das Sitzventil (68; 168; 268) im Wesentlichen leckagefrei gegen den Zulaufkanal (46) abgesperrt ist und mit einem Rücklaufkanal (72) oder mit dem Pumpenkanal (40) verbindbar ist.
Ventilanordnung nach Patentanspruch 1, wobei das Zulaufventil (664) direkt gesteuert ist und einen die Zumessblende (28) ausbildenden Hauptventilkörper (684) aufweist, oder wobei das Zulaufventil (64; 264; 464) vorgesteuert ist und einen die Zumessblende (28) ausbildenden Hauptventilkörper (84; 284; 484) und einen Pilotventilkörper (86; 286; 486) aufweist.
Ventilanordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei das Sitzventil als inverses Wechselventil (68; 168; 268) ausgebildet ist, das einen mit dem Lastmeldekanal (60) verbundenen Lastmeldeausgang (LS), einen mit dem Zulaufkanal (46) verbundenen Verbrauchereingang (V) und einen mit dem Pumpenkanal (40) oder mit dem Rücklaufkanal (72) verbindbaren Steuereingang (S) aufweist.
Ventilanordnung nach Patentanspruch 3, mit einem Wegeventil (66) mit einem mit dem Pumpenkanal (40) verbundenen Pumpenanschluss, einem mit dem Rücklaufkanal (72) verbundenen Rücklaufanschluss und einem mit dem Steuereingang (S) verbundenen Steueranschluss, wobei das Wegeventil (66) eine betätigbare Belastungsstellung hat, über die der Steuereingang (S) mit dem Pumpenkanal (40) verbunden und vom Rücklaufkanal (72) getrennt ist, und wobei es eine Entlastungsgrundstellung hat, über die der Steuereingang (S) vom Pumpenkanal (40) getrennt und mit dem Rücklaufkanal (72) verbunden ist.
Ventilanordnung zumindest nach Patentanspruch 2 und 4, wobei ein Ventilkörper (78) des Wegeventils (66) eine Kopplung mit dem Hauptventilkörper (684) des Zulaufventils (664) oder mit dem Pilotventilkörper (86) des Zulaufventils (64) aufweist.
Ventilanordnung nach einem der Patentansprüche 3 bis 5, wobei der Verbrauchereingang (V) einen ersten Ventilsitz (75) und ein erstes Dichtelement (74) aufweist, das mit dem Lastdruck in Schließrichtung beaufschlagbar ist, und wobei der Steuereingang (S) einen zweiten Ventilsitz (77) und ein zweites Dichtelement (76) aufweist, das mit einem Druck im Pumpenkanal (40) oder mit einem Druck im Rücklaufkanal (72) in Schließrichtung beaufschlagbar ist.
Ventilanordnung nach Patentanspruch 6, wobei der Lastmeldeausgang (LS) in einen Druckraum zwischen den beiden Ventilsitzen (75, 77) mündet.
Ventilanordnung nach Patentanspruch 6 oder 7, wobei die beiden Dichtelemente (74, 76) über ein zwischen ihnen angeordnetes Koppelelement (826) koppelbar oder gekoppelt sind.
Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Sitzventil (68; 168; 268) ein im Wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse (802; 902) aufweist, das in ein Gehäuseteil (82; 282; 482; 682) der Ventilanordnung (29; 229; 429; 629) eingesetzt oder eingepresst oder eingeschraubt ist.
Ventilanordnung zumindest nach Patentanspruch 3 und 9, wobei über einen der Eingänge (V) des inversen Wechselventils (68; 168; 268) und das Gehäuseteil (82; 282; 482; 682) ein Dichtsitz (818; 918) ausgebildet ist, und / oder wobei radial zwischen dem Gehäuse (802) des Sitzventils (168) und dem Gehäuseteil (82) zumindest eine Dichtung (824) angeordnet ist.
Ventilanordnung nach Patentanspruch 10, wobei in einem Bereich des anderen der Eingänge (S) des inversen Wechselventils (168; 268) über diesen anderen Eingang (S) und eine ins Gehäuseteil (82) eingeschraubte Verschlussschraube (812; 912) ein Dichtsitz (820; 920) ausgebildet ist.
Ventilanordnung nach einem der Patentansprüche 6 bis 11, wobei zwischen dem jeweiligen Eingang (V, S) und dem ihm zugeordneten Dichtelement (74, 76) ein Anschlag (828) angeordnet ist.
Ventilanordnung nach einem der Patentansprüche 2 bis 12, wobei der Hauptventilkörper (484; 684) und / oder der Pilotventilkörper (86; 286) eine Feinsteuergeometrie (120; 320; 420; 620) aufweist.
Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei stromaufwärts der Zumessblende (28, 30) im Pumpenkanal (40) eine Individualdruckwaage (36) angeordnet ist, die in Schließrichtung mit dem Druck stromaufwärts der Zumessblende (28, 30) und in Öffnungsrichtung mit dem Lastdruck des Verbrauchers (2, 4) beaufschlagt ist, oder wobei stromabwärts der Zumessblende im Zulaufkanal eine Individualdruckwaage angeordnet ist, die in Schließrichtung mit einem höchsten Lastdruck des oder der Verbraucher und in Öffnungsrichtung mit dem Druck stromabwärts der Zumessblende beaufschlagt ist.
Hydrostatische Steueranordnung mit einer Ventilanordnung (29, 31; 229; 429; 629) nach einem der Patentansprüche 1 bis 14 mit einer hydrostatischen Pumpe (10), über die der zumindest eine Verbraucher (2, 4) in Abhängigkeit des Lastdrucks mit Druckmittel versorgbar ist.