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Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Betätigung eines doppelwirkenden fluidbetätigten Antriebes, der ein relativ zu einem Antriebsgehäuse zwischen einer ersten Hubendlage und einer zweiter Hubendlage hin und her bewegbares Abtriebsglied aufweist, das in dem Antriebsgehäuse eine erste und eine zweite Antriebskammer voneinander abteilt,
- - wobei die Ventilanordnung einen zur Verbindung mit der ersten Antriebskammer vorgesehenen ersten Verbraucheranschluss und einen zur Verbindung mit der zweiten Antriebskammer vorgesehenen zweiten Verbraucheranschluss aufweist,
- - und wobei die Ventilanordnung über ein als 5/2-Wegeventil ausgebildetes Hauptventil verfügt, das einen zur Verbindung mit einer Druckquelle vorgesehenen Speiseanschluss und zwei zur Verbindung mit einer Drucksenke vorgesehene Entlüftungsanschlüsse aufweist und das wahlweise in einer ersten Schaltstellung oder in einer zweiten Schaltstellung positionierbar ist, um das Abtriebsglied des angeschlossenen fluidbetätigten Antriebes entweder zu einer ersten Hubbewegung in Richtung der zweiten Hubendlage oder zu einer zweiten Hubbewegung in Richtung der ersten Hubendlage anzutreiben,
- - wobei ein erster Arbeitsanschluss des Hauptventils in der ersten Schaltstellung mit einem der Entlüftungsanschlüsse und in der zweiten Schaltstellung mit dem Speiseanschluss verbunden ist und wobei ein zweiter Arbeitsanschluss des Hauptventils in der ersten Schaltstellung mit dem Speiseanschluss und in der zweiten Schaltstellung mit einem der Entlüftungsanschlüsse verbunden ist,
- - und wobei die Ventilanordnung über eine ein Wechselventil aufweisende Kurzschlusseinrichtung zum zeitweiligen fluidischen Kurzschließen der beiden Verbraucheranschlüsse aufweist, um einen Druckausgleich zwischen den beiden Antriebskammer des angeschlossenen fluidbetätigten Antriebes zu ermöglichen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein mit einer derartigen Ventilanordnung ausgestattetes Antriebssystem.
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Eine aus der
DE 10 2019 121 433 A1 bekannte Ventilanordnung dieser Art ist Bestandteil eines Antriebssystems und verfügt über ein als 5/2-Wegeventil ausgebildetes Hauptventil, das zwei Arbeitsanschlüsse aufweist, die jeweils mit einem von zwei Verbraucheranschlüssen verbunden sind, an die die beiden Antriebskammern eines doppelwirkenden fluidbetätigten Antriebes angeschlossen sind. Abhängig von der Schaltstellung des Hauptventils kann ein die beiden Antriebskammern voneinander abtrennendes Abtriebsglied des fluidbetätigten Antriebes zu zwei einander entgegengesetzten Hubbewegungen angetrieben werden. Die Ventilanordnung ist mit einer Kurzschlussanordnung ausgestattet, die über ein Wechselventil verfügt, das eingangsseitig mit den beiden Arbeitsanschlüssen des Hauptventils und ausgangsseitig mit einem der beiden Verbraucheranschlüsse verbunden ist. Zusätzlich ist eine Kombination aus einem Rückschlagventil und einer über eine Drosselstelle verfügenden Hilfsauslassvorrichtung vorhanden. Mit diesen Maßnahmen kann eine Fluidrückführung erfolgen, die den Fluidverbrauch reduziert. Eine gewisse Schwierigkeit besteht in der für die angestrebte Fluidsparfunktion optimalen Auslegung der Drosselstelle.
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Aus der
EP 3 597 933 A1 ist eine Ventilanordnung bekannt, bei der ein elektrisch ansteuerbares 2/2-Wegeventil vorgesehen ist, um zeitweilig zwei mit einem fluidbetätigten Antrieb verbundene Verbraucheranschlüsse kurzzuschließen und einen Druckausgleich zu ermöglichen.
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Die
DE 102 47 967 B3 beschreibt ein Mehrwegeventil mit Fluidsparmaßnahmen, bei dem eine mit einer Druckwaage ausgestattete Vorsteuerstufe bewirkt, dass ein Hauptventil beim Umschalten zwischen zwei Schaltstellungen in einer Mittelstellung stoppt, bis zwischen zwei mit einem Verbraucher verbundenen Verbraucheranschlüssen ein Druckausgleich stattgefunden hat.
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Aus der
DE 20 2012 102 190 U1 ist eine Vorrichtung zur Betätigung eines doppeltwirkenden pneumatischen Antriebes bekannt die aus einem doppeltwirkenden pneumatischen Antrieb mit zwei durch ein pneumatisch betätigbares Stellorgan voneinander getrennten Druckmittelaufnahmekammern und einem Steuerventil besteht, wobei das Steuerventil einerseits an eine Druckmitteleinspeisevorrichtung angeschlossen ist und andererseits mindestens mittelbar an die beiden Druckmittelaufnahmekammern angeschlossen ist. Ferner ist vorgesehen, dass zwischen das Steuerventil und die Druckmittelaufnahmekammern ein Steuerblock geschaltet ist, der eine erste Leitungsverbindung von dem Steuerventil zu einer ersten Druckmittelaufnahmekammer aufweist und der eine zweite Leitungsverbindung von dem Steuerventil zu einer zweiten Druckmittelaufnahmekammer aufweist und der eine dritte Leitungsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Leitungsverbindung aufweist, mittels derer die erste Druckmittelaufnahmekammer mit der zweiten Druckmittelaufnahmekammer verbindbar ist, wobei der Steuerblock in die Leitungsverbindungen eingeschaltete und/oder mit diesen kommunizierende Stellglieder aufweist, die von dem über das Steuerventil zugeführten Druckmittel betätigt sind und in einer ersten Schaltstellung nur die erste oder die zweite Leitungsverbindung freigeben und den Druckmittelzugang zu der ersten oder zweiten Druckmittelaufnahmekammer öffnen und in einer zweiten Schaltstellung die erste und die zweite Leitungsverbindung sperren und nur die dritte Leitungsverbindung öffnen, so dass die beiden Druckmittelkammern miteinander in offener Leitungsverbindung sind; in einer dritten Schaltstellung nur die zweite oder die erste Leitungsverbindung freigeben und den Druckmittelzugang zu der zweiten oder ersten Druckmittelaufnahmekammer öffnen
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine für ein Antriebssystem geeignete Ventilanordnung zu schaffen, die ohne aufwändige elektrische Sensorik einen energiesparenden Betrieb eines doppelwirkenden fluidbetätigten Antriebes ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Ventilanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen,
- - dass die Kurzschlusseinrichtung ein erstes Kurzschlussventil und ein zweites Kurzschlussventil aufweist, die jeweils als ein durch eine Federkraft in eine Ruhestellung vorgespanntes monostabiles 3/2-Wegeventil ausgebildet sind, das durch einen fluidischen Umschaltdruck entgegen der Federkraft in eine Kurzschlussstellung umschaltbar ist, wobei das erste Kurzschlussventil einen ersten Kurzschlussanschluss aufweist, der ständig mit einem zweiten Kurzschlussanschluss des zweiten Kurzschlussventils fluidisch verbunden ist,
- - wobei das erste Kurzschlussventil den ersten Verbraucheranschluss in seiner Ruhestellung mit dem ersten Arbeitsanschluss des Hauptventils und in seiner Kurzschlussstellung mit dem ersten Kurzschlussanschluss fluidisch verbindet und wobei das zweite Kurzschlussventil den zweiten Verbraucheranschluss in seiner Ruhestellung mit dem zweiten Arbeitsanschluss des Hauptventils und in seiner Kurzschlussstellung mit dem zweiten Kurzschlussanschluss fluidisch verbindet,
- - wobei die beiden Kurzschlussventile zur Ermöglichung eines Empfangs des fluidischen Umschaltdruckes mit einem gemeinsamen Umschaltkanal verbunden sind, der an einen Wechselventil-Ausgang des Wechselventils angeschlossen ist, wobei das Wechselventil ferner einen ersten Wechselventil-Eingang und einen zweiten Wechselventil-Eingang aufweist,
- - und dass die Kurzschlusseinrichtung ein erstes Druckwaagenventil und ein zweites Druckwaagenventil aufweist, das jeweils als ein 3/2-Wegeventil ausgebildet und wahlweise in einer Umschaltstellung oder in einer Entlüftungsstellung positionierbar ist, wobei das erste Druckwaagenventil einen mit dem ersten Wechselventil-Eingang fluidisch verbundenen ersten Umschaltausgang und das zweite Druckwaagenventil einen mit dem zweiten Wechselventil-Eingang fluidisch verbundenen zweiten Umschaltausgang aufweist,
- - wobei jedem der beiden Druckwaagenventile die an den beiden Verbraucheranschlüssen herrschenden Fluiddrücke mit einander entgegengesetzter Wirkrichtung aufgeschaltet sind, sodass beide Kurzschlussventile in die Kurzschlussstellung umschaltbar sind, wenn von den beiden Druckwaagenventilen das eine zur Durchleitung des Umschaltdruckes die Umschaltstellung und gleichzeitig das andere die Entlüftungsstellung einnimmt.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Antriebssystem, das über eine im vorgenannten Sinne ausgebildete Ventilanordnung verfügt und das mit einem doppelwirkenden fluidbetätigten Antrieb ausgestattet ist, der ein relativ zu einem Antriebsgehäuse zwischen einer ersten Hubendlage und einer zweiten Hubendlage hin und her bewegbares Abtriebsglied aufweist, das in dem Antriebsgehäuse eine erste Antriebskammer und eine zweite Antriebskammer voneinander abtrennt, wobei die erste Antriebskammer an den ersten Verbraucheranschluss und die zweite Antriebskammer an den zweiten Verbraucheranschluss fluidisch angeschlossen ist.
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Die erfindungsgemäße Ventilanordnung ermöglicht einen energiesparenden Betrieb eines an die beiden Verbraucheranschlüsse angeschlossenen doppeltwirkenden fluidbetätigten Antriebes, bei dem es sich insbesondere um einen mit Druckluft betriebenen Antrieb handelt. Gemeinsam mit einem solchen fluidbetätigten Antrieb lässt sich mittels der Ventilanordnung ein energiesparend betreibbares Antriebssystem realisieren. Der fluidbetätigte Antrieb kann ein Linearantrieb oder ein Drehantrieb beziehungsweise Schwenkantrieb sein. Ohne Notwendigkeit des Einsatzes elektrischer oder elektronischer Druckerfassungsmittel ermöglicht die Ventilanordnung bei beiden Hubrichtungen des Antriebsgliedes zum Zeitpunkt der Bewegungsumkehr eine Energierückgewinnung durch zeitweiliges Kurzschlie-ßen der beiden Verbraucheranschlüsse mittels der beiden Kurzschlussventile. Die in monostabiler Bauart ausgeführten Kurzschlussventile sind federnd in eine Ruhestellung vorgespannt, in der sie einen Normalbetrieb der Ventilanordnung ermöglichen, bei dem eine durch das Hauptventil hervorgerufene Belüftung der jeweils einen Antriebskammer und gleichzeitige Entlüftung der jeweils anderen Antriebskammer durch jeweils eines der beiden die Ruhestellung einnehmenden Kurzschlussventile hindurch möglich ist. Die Schaltstellung der beiden Kurzschlussventile ist durch zwei Druckwaagenventile vorgebbar, die unter Zwischenschaltung eines Wechselventils, also eines ODER-Ventils, an einen Umschaltkanal angeschlossen sind, durch den hindurch die beiden Kurzschlussventile gleichzeitig mit einem Umschaltdruck beaufschlagbar sind, der ihr Umschalten in eine Kurzschlussstellung hervorruft, in der sie eine fluidische Kurzschlussverbindung zwischen den beiden Verbraucheranschlüssen herstellen. Während der Dauer der Kurzschlussverbindung kann ein Druckausgleich zwischen den an den beiden Verbraucheranschlüssen anstehenden, das heißt in den beiden angeschlossenen Antriebskammern herrschenden Fluiddrücken erfolgen, was letztlich bedeutet, dass ein Fluidübertritt zwischen den beiden Antriebskammern stattfindet, bis in den beiden Antriebskammern zumindest annähernd ein gleicher Fluiddruck herrscht. Die Schaltstellung der beiden Druckwaagenventile hängt von der an den beiden Verbraucheranschlüssen herrschenden Druckdifferenz ab, da jedem der beiden Druckwaagenventile die an den beiden Verbraucheranschlüssen herrschenden Fluiddrücke mit einander entgegengesetzter Wirkrichtung aufgeschaltet sind. Hat ein Druckausgleich stattgefunden, sorgt mindestens eines der Druckwaagenventile durch das Wechselventil hindurch für eine Entlüftung des gemeinsamen Umschaltkanals, sodass die federnd vorgespannten Kurzschlussventile wieder in ihre Ruhestellung zurückschalten und automatisch die angestrebte Hubbewegung des Abtriebsgliedes des fluidbetätigten Antriebes mit vollem Betriebsdruck ausgelöst wird. Ein Vorteil der Ventilanordnung besteht in ihrem rein fluidtechnischen Aufbau ohne elektrisch betriebene sensorische Elemente mit einem fluidisch sehr gut definierbaren Verhalten über die beiden Druckwaagenventile und die als 3/2-Wegeventile ausgebildeten Kurzschlussventile zur Schaltung des durch die Verbindung der beiden Kurzschlussanschlüsse ausgebildeten Kurzschlusszweigs. Es liegt somit eine robuste Schaltung vor, die hohe Energieeinspareffekte mit sich bringt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Zweckmäßigerweise verfügt jedes der beiden Druckwaagenventile über einen ersten Betätigungsanschluss mit einer zugeordneten ersten Betätigungsfläche und einen zweiten Betätigungsanschluss mit einer zugeordneten zweiten Betätigungsfläche. Eine Druckbeaufschlagung der ersten Betätigungsfläche ruft eine Umschaltkraft in Richtung der Umschaltstellung hervor, während eine Druckbeaufschlagung der entgegengesetzt zur ersten Betätigungsfläche orientierten zweiten Betätigungsfläche eine Umschaltkraft in Richtung der Entlüftungsstellung hervorruft. Bei beiden Druckwaagenventilen ist in vorteilhafter Weise die zweite Betätigungsfläche größer als die erste Betätigungsfläche, sodass eine Dominanz hinsichtlich der zweiten Betätigungsfläche vorliegt, was den Effekt hat, dass bei einem Druckgleichgewicht die auf das Druckwaagenventil wirkende Umschaltkraft in der Richtung der Entlüftungsstellung höher ist als die entgegengesetzt orientierte Umschaltkraft in Richtung der Umschaltstellung, sodass aufgrund dieser Druckkraftdifferenz bei Druckgleichgewicht ein Umschalten in die Entlüftungsstellung bewirkt wird. Um jedem Druckwaagenventil den für seine Schaltstellung maßgeblichen Druckvergleich zu ermöglichen, ist der erste Verbraucheranschluss mit dem zweiten Betätigungsanschluss des ersten Druckwaagenventils und mit dem ersten Betätigungsanschluss des zweiten Druckwaagenventils fluidisch verbunden, während der zweite Vebraucheranschluss mit dem ersten Betätigungsanschluss des ersten Druckwaagenventils und mit dem zweiten Betätigungsanschluss des zweiten Druckwaagenventils fluidisch verbunden ist.
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Zweckmäßigerweise verfügt das erste Druckwaagenventil über einen ersten Umschalteingang sowie einen mit einer Drucksenke, insbesondere der Atmosphäre kommunizierenden ersten Entlüftungsausgang, während das zweite Druckwaagenventil einen zweiten Umschalteingang hat und einen ebenfalls mit einer Drucksenke und insbesondere der Atmosphäre kommunizierenden zweiten Entlüftungsausgang aufweist. Der erste Umschaltausgang ist durch das erste Druckwaagenventil in der Umschaltstellung mit dem ersten Umschalteingang und in der Entlüftungsstellung mit dem ersten Entlüftungsausgang verbunden. Der zweite Umschaltausgang ist durch das zweite Druckwaagenventil in dessen Umschaltstellung mit dem zweiten Umschalteingang und in der Entlüftungsstellung mit dem zweiten Entlüftungsausgang verbunden.
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Das Hauptventil ruft abhängig von seiner Schaltstellung entweder die erste Hubbewegung oder die zweite Hubbewegung des Abtriebsgliedes des angeschlossenen fluidbetätigten Antriebes hervor, sodass man es auch als Richtungssteuerventil bezeichnen kann. Bei einem als Arbeitszylinder ausgebildeten Antrieb, dessen Abtriebsglied über einen die beiden Antriebskammern voneinander abtrennenden Kolben und eine an dem Kolben befestigte Kolbenstange verfügt, repräsentiert die erste Hubbewegung zweckmäßigerweise eine Ausfahrbewegung und die zweite Hubbewegung eine diesbezüglich entgegengesetzte Einfahrbewegung. Wenn das Abtriebsglied im Rahmen einer der beiden Hubbewegungen eine der beiden Hubendlagen erreicht hat, bleibt diese Hubendlage so lange erhalten wie das Hauptventil die zum Erreichen der betreffenden Hubendlage erforderliche Schaltstellung beibehält. Das Abtriebsglied wird in dieser Situation durch den in der einen Antriebskammer herrschenden Betriebsdruck gegen den in der anderen Antriebskammer herrschenden Atmosphärendruck in der momentan eingenommenen Hubendlage festgehalten. Die erfindungsgemäße Energierückgewinnungsfunktion wird automatisch in Gang gesetzt, wenn das Hauptventil aus seiner momentan eingenommenen Schaltstellung in die andere Schaltstellung umgeschaltet wird.
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Bevorzugt ist dem Hauptventil zur Vorgabe seiner Schaltstellung eine Vorsteuerventileinrichtung zugeordnet, die einen ersten Vorsteuerarbeitsanschluss und einen zweiten Vorsteuerarbeitsanschluss aufweist und die ferner einen mit einer Vorsteuerdruckquelle verbindbaren Vorsteuerversorgungsanschluss und mindestens einer mit einer Drucksenke, insbesondere der Atmosphäre, verbindbaren Vorsteuerentlüftungsausgang aufweist. Im Betriebszustand der Ventilanordnung ist der Vorsteuerversorgungsanschluss mit der Vorsteuerdruckquelle verbunden, bei der es sich um die gleiche Druckquelle handeln kann, die auch das zur Betätigung des angeschlossenen Antriebes erforderliche Antriebsfluid bereitstellt. Die Vorsteuerventileinrichtung ist durch ein erstes Steuersignal in eine erste Vorsteuerstellung schaltbar, in der der erste Vorsteuerarbeitsanschluss zu Ermöglichung der Ausgabe eines Umschaltdruckes mit dem Vorsteuerversorgungsanschluss verbunden und gleichzeitig der zweite Vorsteuerarbeitsanschluss entlüftet ist. Durch ein zweites Steuersignal kann die Vorsteuerventileinrichtung in eine zweite Vorsteuerstellung geschaltet werden, in der der zweite Vorsteuerarbeitsanschluss zur Ermöglichung der Ausgabe eines Umschaltdruckes mit dem Vorsteuerversorgungsanschluss verbunden und gleichzeitig der erste Vorsteuerarbeitsanschluss entlüftet ist. Das Hauptventil hat einen zum Umschalten in die erste Schaltstellung mit einem durch das Vorsteuerfluid bereitstellbaren Umschaltdruck beaufschlagbaren ersten Vorsteuereingang und verfügt ferner über einen zweiten Vorsteuereingang, der zum Umschalten in die zweite Schaltstellung mit einem von dem Vorsteuerdruckmedium bereitgestellten Umschaltdruck beaufschlagbar ist.
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Zweckmäßigerweise ist der erste Vorsteuerarbeitsanschluss mit dem ersten Vorsteuereingang des Hauptventils verbunden, während der zweite Vorsteuerarbeitsanschluss mit dem zweiten Vorsteuereingang des Hauptventils verbunden ist. Zweckmäßigerweise ist überdies der erste Vorsteuerarbeitsanschluss mit dem zweiten Umschalteingang des zweiten Druckwaagenventils und der zweite Vorsteuerarbeitsanschluss mit dem ersten Umschalteingang des ersten Druckwaagenventils ständig fluidverbunden. Abhängig von der momentan vorliegenden Vorsteuerstellung der Vorsteuerventileinrichtung steht somit jeweils eingangsseitig an einem der beiden Druckwaagenventile ebenfalls der Umschaltdruck an.
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Die Vorsteuerventileinrichtung ist zweckmäßigerweise elektrisch betätigbar ausgebildet, wobei es sich bei dem zum Umschalten erforderlichen ersten und zweiten Steuersignal um elektrische Signale handelt. Bevorzugt kann durch alternatives Anlegen eines elektrischen Einschaltsignals und eines elektrischen Ausschaltsignals die gewünschte Vorsteuerstellung vorgegeben werden.
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Die elektrischen Steuersignale werden zweckmäßigerweise durch eine elektronische Steuereinrichtung bereitgestellt, bei der es sich vorzugsweise um einen Bestandteil der Ventilanordnung und/oder des Antriebssystems handelt.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Vorsteuerventileinrichtung monostabil ausgebildet und durch eine Federkraft in die erste Vorsteuerstellung vorgespannt. In diesem Fall ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass durch ein erstes Steuersignal ein Umschalten in die zweite Vorsteuerstellung und durch ein zweites Steuersignal ein Zurückschalten in die erste Vorsteuerstellung hervorrufbar ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass das erste Steuersignal aus dem Anlegen einer Betätigungsspannung und das zweite Steuersignal aus dem Wegnehmen dieser Betätigungsspannung resultiert.
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Die Vorsteuerventileinrichtung hat zweckmäßigerweise eine 5/2-Wege-Ventilfunktion, die beispielsweise durch das Verschalten mehrerer 3/2-Wege-Einzelventile realisierbar ist. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Vorsteuerventileinrichtung als ein elektrisch betätigbares 5/2-Wegeventil ausgebildet ist.
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Es ist günstig, wenn das erste Kurzschlussventil einen ständig mit dem ersten Arbeitsanschluss des Hauptventils verbundenen ersten Verbindungsanschluss und das zweite Kurzschlussventil einen ständig mit dem zweiten Arbeitsanschluss des Hauptventils verbundenen zweiten Verbindungsanschluss aufweist, wobei jeder dieser beiden Verbindungsanschlüsse in der Ruhestellung des zugeordneten ersten oder zweiten Kurzschlussventils mit dessen Verbraucheranschluss verbunden ist und in der Kurzschlussstellung des zugeordneten ersten oder zweiten Kurzschlussventils abgesperrt ist.
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Bevorzugt weist jedes Kurzschlussventil eine Antriebsfläche auf, deren Druckbeaufschlagung eine Umschaltkraft in Richtung der Kurzschlussstellung hervorruft und der ein ständig mit dem Umschaltkanal verbundener Kurzschluss-Steueranschluss zugeordnet ist. Somit ist die Antriebsfläche stets durch den im Umschaltkanal herrschenden Fluiddruck beaufschlagt.
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Sämtliche Ventile der Ventilanordnung können bei Bedarf platzsparend und kompakt in einer beispielsweise blockartig ausgebildeten Ventileinheit zusammengefasst sein. Grundsätzlich lässt sich die gewünschte Funktionalität aber ohne weiteres auch durch eine fluidtechnische Verschaltung einzelner Ventile verwirklichen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 in einer Darstellung als Schaltbild eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems, das mit einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ausgestattet ist, wobei ein erster Betriebszustand illustriert ist, bei dem sich das Abtriebsglied eines fluidbetätigten Antriebes in einer ersten Hubendlage befindet,
- 2 bis 10 weitere Betriebszustände der in 1 illustrierten Anordnung, die bei einem Betriebszyklus auftreten können, bei dem das Abtriebsglied aus der ersten Hubendlage in die zweite Hubendlage und dann wieder zurück in die erste Hubendlage bewegt wird, und
- 11 ein Diagramm, aus dem die Druckverläufe des an den beiden Verbraucheranschlüssen und somit auch in den damit verbundenen Antriebskammern des fluidbetätigten Antriebes herrschenden Fluiddruckes zeitabhängig beim Durchlaufen der in den 1 bis 10 illustrierten Betriebszustände ersichtlich sind, wobei mit P1 der am ersten Verbraucheranschluss und in der ersten Antriebskammer herrschende Fluiddruck und mit P2 der am zweiten Verbraucheranschluss und in der zweiten Antriebskammer herrschende Fluiddruck bezeichnet ist.
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Das insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Antriebssystem ist ein fluidbetätigtes Antriebssystem, das mit einem beliebigen fluidischen Druckmedium betreibbar ist, wobei exemplarisch ein Betrieb mit Druckluft vorgesehen und beschrieben ist.
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Das Antriebssystem 1 enthält einen fluidbetätigten Antrieb 2, bei dem es sich beispielhaft um einen Linearantrieb handelt, der aber ohne weiteres auch als ein Drehantrieb beziehungsweise Schwenkantrieb ausgeführt sein kann.
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Der Antrieb 2 hat ein als Antriebsgehäuse 3 bezeichnetes Gehäuse und ein durch gesteuerte Fluiddruckbeaufschlagung relativ zu dem Antriebsgehäuse 3 hin und her bewegbares Abtriebsglied 4. Der Antrieb 2 ist von einer sogenannten doppelwirkenden Bauart, was bedeutet, dass er durch Fluidbeaufschlagung aktiv zu einer ersten Hubbewegung 5a und zu einer diesbezüglichen entgegengesetzten zweiten Hubbewegung 5b antreibbar ist.
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Im Rahmen der beiden Hubbewegungen 5a, 5b kann das Abtriebsglied 4 wahlweise in einer aus den 1 bis 3 ersichtlichen ersten Hubendlage oder in einer aus den 6 bis 8 ersichtlichen zweiten Hubendlage positioniert werden.
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Beispielhaft ist der Antrieb 2 als ein Arbeitszylinder ausgebildet, dessen Abtriebsglied 4 einen in dem Antriebsgehäuse 3 angeordneten Kolben 4a und eine mit dem Kolben 4a verbundene, stirnseitig aus dem Antriebsgehäuse 3 herausragende Kolbenstange 4b aufweist. In diesem Zusammenhang repräsentiert die erste Hubendlage eine in das Antriebsgehäuse 3 eingefahrene Hubendlage des Abtriebsgliedes 4, während die zweite Hubendlage eine aus dem Antriebsgehäuse 3 ausgefahrene Hubendlage des Abtriebsgliedes 4 repräsentiert.
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Das Abtriebsglied 3 und exemplarisch der Kolben 4a unterteilt den Innenraum des Antriebsgehäuses 3 in eine erste Antriebskammer 6 und eine zweite Antriebskammer 7. Bei Ausführung der Hubbewegungen 5a, 5b verändern sich die Volumina der beiden Antriebskammern 6, 7. In der ersten Hubendlage weist die erste Antriebskammer 6 ein minimales und die zweite Antriebskammer 7 ein maximales Kammervolumen auf, in der zweiten Hubendlage sind diese Volumenverhältnisse vertauscht.
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Die Hubbewegungen 5a, 5b sind durch eine aufeinander abgestimmte, das heißt gesteuerte fluidische Druckbeaufschlagung der beiden Antriebskammern 6, 7 hervorrufbar. Hierzu weist das Antriebssystem 1 eine insgesamt mit Bezugsziffer 8 bezeichnete Ventilanordnung auf, die an die beiden Antriebskammern 6, 7 angeschlossen ist. Das für die Druckbeaufschlagung verwendete, im Folgenden auch als Antriebsfluid bezeichnete Druckmedium wird durch eine externe Druckquelle P bereitgestellt, die ebenfalls an die Ventilanordnung 8 angeschlossen ist.
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Die Komponenten der Ventilanordnung 8 können bei Bedarf platzsparend und kompakt in einer beispielsweise blockartig ausgebildeten Ventileinheit 8a zusammengefasst sein, was in 1 durch eine strichpunktierte Umrahmung illustriert ist.
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Beim Betrieb des Antriebssystems 1 treten in den beiden Antriebskammern 6, 7 Druckänderungen eines darin herrschenden Fluiddruckes PF auf. Der Fluiddruck PF kann maximal dem Betriebsdruck und minimal dem Atmosphärendruck entsprechen. Der in der ersten Antriebskammer 6 momentan herrschende Fluiddruck PF wird im Folgenden auch als erster Kammerdruck P1 bezeichnet, der in der zweiten Antriebskammer 7 momentan herrschende Fluiddruck PF auch als zweiter Kammerdruck P2.
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Die Ventilanordnung 8 hat einen zur Verbindung mit der ersten Antriebskammer 6 vorgesehenen und in dem illustrierten, betriebsbereiten Zustand mit dieser ersten Antriebskammer 6 fluidisch verbundenen ersten Verbraucheranschluss 9. Ferner hat die Ventilanordnung 8 einen zur Verbindung mit der zweiten Antriebskammer 7 vorgesehenen und in dem illustrierten, betriebsbereiten Zustand auch tatsächlich mit der zweiten Antriebskammer 7 verbundenen zweiten Verbraucheranschluss 11. Die Fluidverbindung ist mittels Verbraucherleitungen 12 realisiert, beispielsweise in Form von Druckluftschläuchen.
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Die Ventilanordnung 8 enthält ein 5/2-Wegeventil, das zur besseren Unterscheidung als Hauptventil HV bezeichnet wird und dessen Funktion darin besteht, die Fluidbeaufschlagung der beiden Antriebskammern 6, 7 zu steuern und auf diese Weise vorzugeben, in welcher Richtung sich das Abtriebsglied 4 bewegt und ob oder wie lange das Abtriebsglied 4 in einer der beiden Hubendlagen festgehalten werden soll. Man könnte das Hauptventil HV somit auch als Richtungssteuerventil bezeichnen.
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Das Hauptventil HV hat einen Speiseanschluss 13, an den die das Antriebsfluid bereitstellende Druckquelle P angeschlossen ist. Ferner hat das Hauptventil HV einen ersten Entlüftungsanschluss 14 und einen zweiten Entlüftungsanschluss 15, die beide ständig mit einer Drucksenke R verbunden sind, bei der es sich vorzugsweise um die Atmosphäre handelt.
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Das Hauptventil HV hat ferner einen mit dem ersten Verbraucheranschluss 9 verbundenen ersten Arbeitsanschluss 16 sowie einen mit dem zweiten Verbraucheranschluss 11 verbundenen zweiten Arbeitsanschluss 17.
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Das Hauptventil HV kann wahlweise in eine erste Schaltstellung oder in eine zweite Schaltstellung geschaltet werden. Die aus den 1 und 7 bis 9 ersichtliche erste Schaltstellung ist durch die von einem Kreis umrahmte Zahl „1“ kenntlich gemacht, die aus den 2 bis 6 ersichtliche Schaltstellung durch die von einem Kreis umrahmte Zahl „2“.
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In der ersten Schaltstellung ist der erste Arbeitsanschluss 16 mit dem ersten Entlüftungsanschluss 14 und der Speiseanschluss 13 mit dem zweiten Arbeitsanschluss 17 verbunden. Der zweite Entlüftungsanschluss 15 ist abgesperrt. In der zweiten Schaltstellung ist der erste Arbeitsanschluss 16 mit dem Speiseanschluss 13 und der zweite Arbeitsanschluss 17 mit dem zweiten Entlüftungsanschluss 15 verbunden, während gleichzeitig der erste Entlüftungsanschluss 14 abgesperrt ist.
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In die Verbindung zwischen dem ersten Arbeitsanschluss 16 und dem ersten Verbraucheranschluss 19 ist ein erstes 3/2-Wegeventil eingeschaltet, das unter Berücksichtigung seiner Funktion als erstes Kurzschlussventil KV1 bezeichnet wird. In vergleichbarer Weise ist in die Fluidverbindung zwischen dem zweiten Arbeitsanschluss 17 und dem zweiten Verbraucheranschluss 11 ein als zweites Kurzschlussventil KV2 bezeichnetes zweites 3/2-Wegeventil eingeschaltet.
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Beide Kurzschlussventile KV1, KV2 haben eine monostabile Funktionalität und sind jeweils durch die Federkraft einer Federeinrichtung 18 in eine Ruhestellung vorgespannt, die im Betriebszustand der 1, 2, 4 bis 7, sowie 9 und 10 vorliegt.
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Das erste Kurzschlussventil KV1 hat einen ersten Verbindungsanschluss 21, der über eine erste Verbindungsleitung 21a ständig mit dem ersten Arbeitsanschluss 16 des Hauptventils HV verbunden ist. Das zweite Kurzschlussventil KV2 hat ebenfalls einen Verbindungsanschluss, der zur besseren Unterscheidung als zweiter Verbindungsanschluss 22 bezeichnet wird und der über eine zweite Verbindungsleitung 22a ständig mit dem zweiten Arbeitsanschluss 17 des Hauptventils HV verbunden ist.
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Jedes Kurzschlussventil KV1, KV2 hat einen Ventilausgang der im Falle des ersten Kurzschlussventils KV1 mit dem ersten Verbraucheranschluss 9 und im Falle des zweiten Kurzschlussventils KV2 mit dem zweiten Verbraucheranschluss 11 verbunden ist oder den betreffenden Verbraucheranschluss 9, 11 unmittelbar selbst bildet.
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Wenn sich beide Kurzschlussventile KV1, KV2 in der Ruhestellung befinden, liegt eine durchgängig offene Fluidverbindung zwischen dem ersten Arbeitsanschluss 16 und dem ersten Verbraucheranschluss 9 beziehungsweise der damit verbundenen ersten Antriebskammer 6 vor und gleichzeitig eine durchgängig offene Fluidverbindung zwischen dem zweiten Arbeitsanschluss 17 und dem zweiten Verbraucheranschluss 11 beziehungsweise der damit verbundenen zweiten Antriebskammer 7. In dieser „Normalbetriebsphase“ können die beiden Antriebskammern 6, 7 in Abhängigkeit von der momentanen Schaltstellung des Hauptventils HV abwechselnd mit Druckmedium aus der Druckquelle P gespeist oder entlüftet werden, um eine der beiden Hubbewegungen 5a, 5b hervorzurufen oder um das Abtriebsglied 4 in einer der beiden Hubendlagen festzuhalten. In der ersten Schaltstellung wird das Abtriebsglied 4 mit einer in Richtung der ersten Hubendlage wirksamen Druckdifferenz beaufschlagt, in der zweiten Schaltstellung des Hauptventils HV mit einer das Abtriebsglied in Richtung zur zweiten Hubendlage beaufschlagenden Druckdifferenz.
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Dem Hauptventil HV ist zur wahlweisen Vorgabe der ersten und zweiten Schaltstellung zweckmäßigerweise eine Vorsteuerventileinrichtung VV zugeordnet. Bevorzugt hat die Vorsteuerventileinrichtung W eine 5/2-Wegeventilfunktion. Es ist zweckmäßig, wenn die Vorsteuerventileinrichtung VV entsprechend des illustrierten Ausführungsbeispiels als ein elektrisch betätigbares 5/2-Wegeventil ausgebildet ist.
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Die elektrische Betätigung der Vorsteuerventileinrichtung VV ist durch elektrische Steuersignale hervorrufbar, die zweckmäßigerweise durch eine nur in 1 schematisch angedeutete elektronische Steuereinrichtung 23 bereitgestellt werden. Bei der elektronischen Steuereinrichtung 23 handelt es sich beispielsweise um eine bei Bedarf auch andere Steuerungsaufgaben ausführende speicherprogrammierbare Steuerung (SPS).
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Die Vorsteuerventileinrichtung VV hat einen Vorsteuerversorgungsanschluss 24, der zur Verbindung mit einer Vorsteuerdruckquelle PV ausgebildet und in dem illustrierten betriebsbereiten Zustand der Ventilanordnung mit einer solchen Vorsteuerdruckquelle PV verbunden ist. Ferner enthält die Vorsteuerventileinrichtung W einen ersten und zweiten Vorsteuerventilentlüftungsausgang 25, 26, der jeweils mit einer Drucksenke R und insbesondere der Atmosphäre verbunden ist.
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Die Vorsteuerdruckquelle PV stellt ein Vorsteuerfluid bereit, das unter einem gewissen Vorsteuerdruck steht, der beispielsweise dem Betriebsdruck des durch die Druckquelle P bereitgestellten Antriebsfluides entspricht. Abweichend von der Illustration des Ausführungsbeispiels kann die Vorsteuerdruckquelle PV mit der Druckquelle P identisch sein.
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Die Vorsteuerventileinrichtung VV verfügt des Weiteren über einen ersten Vorsteuerarbeitsanschluss 27 und einen zweiten Vorsteuerarbeitsanschluss 28.
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Die Vorsteuerventileinrichtung W kann mittels der elektrischen Steuersignale wahlweise in einer von zwei Schaltstellungen positioniert werden, die im Folgenden als eine erste Vorsteuerstellung und eine zweite Vorsteuerstellung bezeichnet werden. Die erste Vorsteuerstellung ist durch eine von einem Kreis umrahmte Ziffer „1“ kenntlich gemacht, die zweite Vorsteuerstellung durch eine von einem Kreis umrahmte Ziffer „2“.
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In der ersten Vorsteuerstellung ist durch die Vorsteuerventileinrichtung W hindurch der erste Vorsteuerarbeitsanschluss 27 mit dem Vorsteuerversorgungsanschluss 24 verbunden und folglich mit dem Vorsteuerdruck beaufschlagt, während gleichzeitig der zweite Vorsteuerarbeitsanschluss 28 mit dem ersten Vorsteuerentlüftungsausgang 25 verbunden und somit entlüftet ist. In der zweiten Vorsteuerstellung ist der zweite Vorsteuerarbeitsanschluss 28 mit dem Vorsteuerversorgungsanschluss 24 verbunden und somit durch den Vorsteuerdruck beaufschlagt, während gleichzeitig der erste Vorsteuerarbeitsanschluss 27 mit dem zweiten Vorsteuerentlüftungsausgang 26 verbunden und somit entlüftet ist.
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Das Hauptventil HV hat einen ersten Vorsteuereingang 31, der über einen ersten Vorsteuerarbeitskanal 27a ständig mit dem ersten Vorsteuerarbeitsanschluss 27 verbunden ist. Ferner hat das Hauptventil HV einen zweiten Vorsteuereingang 32, der über einen zweiten Vorsteuerarbeitskanal 28a ständig mit dem zweiten Vorsteuerarbeitsanschluss 28 verbunden ist. Das Hauptventil HV hat eine erst Antriebsfläche 33, die von dem an dem ersten Vorsteuereingang 31 anstehenden Fluiddruck in Richtung der zweiten Vorsteuerstellung beaufschlagt ist. Ferner hat das Hauptventil HV eine entgegengesetzt zu der ersten Antriebsfläche 33 orientierte zweite Antriebsfläche 34, die durch den am zweiten Vorsteuereingang 32 anstehenden Fluiddruck in Richtung der zweiten Vorsteuerstellung beaufschlagt ist.
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Somit ist in der ersten Vorsteuerstellung der Vorsteuerventileinrichtung W der zweite Vorsteuereingang 32 entlüftet und der erste Vorsteuereingang 31 von dem als Umschaltdruck wirkenden Vorsteuerdruck beaufschlagt, sodass das Hauptventil HV in die erste Schaltstellung umgeschaltet und darin festgehalten wird. Wenn die Vorsteuerventileinrichtung W in die zweite Vorsteuerstellung bewegt ist, ist der erste Vorsteuereingang 31 entlüftet und es steht dann an dem zweiten Vorsteuereingang 32 der Vorsteuerdruck als Umschaltdruck an, durch den das Hauptventil HV in die zweite Schaltstellung bewegt wird.
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Obgleich die Vorsteuerventileinrichtung VV bistabil ausgeführt sein kann, ist es vorteilhaft, wenn sie entsprechend des illustrierten Ausführungsbeispiels von einem monostabilen Typ ist und durch die Federkraft einer Rückstellfeder 35 in eine der beiden Vorsteuerstellungen vorgespannt ist, wobei es sich insbesondere um die erste Vorsteuerstellung handelt.
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Wenn an einer elektrischen Betätigungseinrichtung 36 der Vorsteuerventileinrichtung W ein elektrischen Ausschaltsignal anliegt, beispielsweise eine Steuerspannung von 0 Volt, ist die Betätigungseinrichtung 36 deaktiviert und die Vorsteuerventileinrichtung W wird durch die Rückstellfeder 35 in der ersten Vorsteuerstellung gehalten. Durch Anlegen eines elektrischen Einschaltsignals, bei dem es sich um eine Steuerspannung größer als 0 Volt handelt, kann die elektrische Betätigungseinrichtung 36 aktiviert werden, sodass sie eine die Federkraft der Rückstellfeder 35 überwindende Umschaltkraft erzeugt, durch die die Vorsteuerventileinrichtung W in die zweite Vorsteuerstellung geschaltet wird und dort verbleibt, bis erneut das elektrische Ausschaltsignal angelegt wird.
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Die beiden Kurzschlussventile KV1, KV2 sind Bestandteile einer Kurzschlusseinrichtung 37, zu der unter anderem auch noch ein über eine ODER-Funktionalität verfügendes Wechselventil WV sowie eine erstes Druckwaagenventil DW1 und ein zweites Druckwaagenventil DW2 gehören.
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Jedes Kurzschlussventil KV1, KV2 hat außer den beiden schon erwähnten Anschlüssen noch einen dritten Anschluss, der im Falle des ersten Kurzschlussventils KV1 als erster Kurzschlussanschluss 38 und im Falle des zweiten Kurzschlussventils KV2 als zweiter Kurzschlussanschluss 39 bezeichnet wird. Die beiden Kurzschlussanschlüsse 38, 39 sind ständig fluidisch miteinander verbunden, was mittels eines an die beiden Kurzschlussanschlüsse 38, 39 angeschlossenen Kurzschlusskanals 42 realisiert ist.
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In der weiter oben schon erwähnten Ruhestellung eines Kurzschlussventils KV1, KV2 ist dessen erster beziehungsweise zweiter Kurzschlussanschluss 38, 39 von den anderen Anschlüssen des zugeordneten Kurzschlussventils KV1, KV2 abgetrennt. Dies gilt somit für die oben gewähnte Normalbetriebsphase der Ventilanordnung 8.
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Durch Auferlegung eines fluidischen Umschaltdruckes kann jedes Kurzschlussventil KV1, KV2 in eine als Kurzschlussstellung bezeichnete zweite Schaltstellung umgeschaltet werden, die aus 3 und 8 ersichtlich ist. In diesem Fall ist bei dem ersten Kurzschlussventil KV1 der erste Verbraucheranschluss 9 mit dem ersten Kurzschlussanschluss 38 und bei dem zweiten Kurzschlussventil KV2 der zweite Verbraucheranschluss 11 mit dem zweiten Kurzschlussanschluss 39 verbunden. Gleichzeitig ist sowohl der erste Verbindungsanschluss 21 als auch der zweite Verbindungsanschluss 22 abgesperrt. Dieser Zustand repräsentiert eine „Energierückgewinnungsphase“, in der die beiden Verbraucheranschlüsse 9, 11 und somit auch die daran angeschlossenen Antriebskammern 6, 7 durch den Kurzschlusskanal 42 hindurch fluidisch kurzgeschlossen sind. Dies ermöglicht einen Fluidübertritt zwischen den beiden Antriebskammern 6, 7, bis sich ein Druckgleichgewicht eingestellt hat. Das Hauptventil HV kann während dieser Energierückgewinnungsphase auf die Fluidbeaufschlagung der beiden Antriebskammern 6, 7 keinen Einfluss nehmen.
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Das Umschalten der Kurzschlussventile KV1, KV2 in die Kurzschlussstellung ist durch einen fluidischen Umschaltdruck hervorrufbar, der in der Gegenrichtung der zugeordneten Federeinrichtung 18 eine die Federkraft übersteigende Umschaltkraft auf das betreffende Kurzschlussventil KV1, KV2 ausübt. Zur Beaufschlagung mit dem Umschaltdruck weist jedes Kurzschlussventil KV1, KV2 eine Antriebsfläche 43 auf, der ein Kurzschluss-Steueranschluss 44 des betreffenden Kurzschlussventils KV1, KV2 zugeordnet ist, wobei diese beiden Kurzschluss-Steueranschlüsse 44 über einen als Umschaltkanal 45 bezeichneten Fluidkanal ständig miteinander verbunden sind. Ein in diesem Umschaltkanal 45 herrschender fluidischer Umschaltdruck kann über die Kurzschluss-Steueranschlüsse 44 auf die Antriebsflächen 43 einwirken und die beiden Kurzschlussventile KV1, KV2 in ihre Kurzschlussstellung umschalten und dort festhalten. Der Umschaltdruck wird in weiter unten noch beschriebener Weise durch das Vorsteuerdruckmedium aus der Vorsteuerdruckquelle PV bereitgestellt und entspricht dem Vorsteuerdruck.
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Das Wechselventil WV ist insbesondere ein konventionelles Wechselventil, das auch als ODER-Ventil bezeichnet werden kann und das einen ersten Wechselventil-Eingang 46, einen zweiten Wechselventil-Eingang 47 und einen Wechselventil-Ausgang 48 aufweist. Der Wechselventil-Ausgang 48 ist fluidisch mit den beiden Kurzschluss-Steueranschlüssen 44 verbunden, zu welchem Zweck er exemplarisch an den zwischen den beiden Kurzschluss-Steueranschlüssen 44 verlaufenden Umschaltkanal 55 angeschlossen ist. Prinzipbedingt hat bei dem Wechselventil WV eine an den beiden Wechselventil-Eingängen 47, 48 anliegende Druckdifferenz zur Folge, dass der dem niedrigeren Fluiddruck ausgesetzte Wechselventil-Eingang durch ein internes Wechselventil-Ventilglied 50 verschlossen wird und gleichzeitig eine Fluidverbindung zwischen dem dem höheren Fluiddruck ausgesetzten Wechselventil-Eingang und dem Wechselventil-Ausgang 48 freigegeben wird.
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Jedes der beiden Druckwaagenventile DW1, DW2 ist als ein 3/2-Wegeventil ausgebildet, das über drei Anschlüsse und zwei Schaltstellungen verfügt. So hat das erste Druckwaagenventil DW1 als Anschlüsse einen ersten Umschalteingang 51, einen ersten Umschaltausgang 53 und einen ständig mit einer Drucksenke R und dabei insbesondere der Atmosphäre kommunizierenden ersten Entlüftungsausgang 55. Das zweite Druckwaagenventil DW2 hat als Fluidanschlüsse einen zweiten Umschalteingang 52, einen zweiten Umschaltausgang 54 und einen ständig mit einer Drucksenke R und dabei insbesondere der Atmosphäre kommunizierenden zweiten Entlüftungsausgang 56. Der erste Umschaltausgang 53 des ersten Druckwaagenventils 1 ist fluidisch mit dem ersten Wechselventil-Eingang 46 verbunden, während der zweite Umschaltausgang 54 des zweiten Druckwaagenventils DW2 fluidisch mit dem zweiten Wechselventil-Eingang 47 verbunden ist.
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Der erste Umschalteingang 51 des ersten Druckwaagenventils DW1 ist ständig fluidisch mit dem zweiten Vorsteuerarbeitsanschluss 28 der Vorsteuerventileinrichtung W verbunden. Bevorzugt geschieht dies dadurch, dass der erste Umschalteingang 51 über einen ersten Zweigkanal 51a an den zweiten Vorsteuerarbeitskanal 28a angeschlossen ist. Der zweite Umschalteingang 52 des zweiten Druckwaagenventils DW2 ist ständig fluidisch mit dem ersten Vorsteuerarbeitsanschluss 27 der Vorsteuerventileinrichtung W verbunden, was zweckmäßigerweise dadurch realisiert ist, dass der zweite Umschalteingang 52 über einen zweiten Zweigkanal 52a an den ersten Vorsteuerarbeitskanal 27a angeschlossen ist.
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Der erste Umschaltausgang 53 des ersten Druckwaagenventils DW1 ist in der Umschaltstellung mit dem ersten Umschalteingang 51 und dementsprechend auch mit dem zweiten Vorsteuerarbeitsanschluss 28 verbunden und vom ersten Entlüftungsausgang 55 abgetrennt, während er in der Entlüftungsstellung mit dem ersten Entlüftungsausgang 55 verbunden und somit entlüftet ist, wobei gleichzeitig der erste Umschalteingang 51 abgesperrt ist. Bei dem zweiten Druckwaagenventil DW2 ist der zweite Umschaltausgang 54 in der Umschaltstellung mit dem zweiten Umschalteingang 52 und dementsprechend auch mit dem ersten Vorsteuerarbeitsanschluss 27 verbunden, wobei der zweite Entlüftungsausgang 56 abgesperrt ist, wobei der zweite Umschaltausgang 54 ferner in der Entlüftungsstellung des zweiten Druckwaagenventils DW2 mit dem zweiten Entlüftungsausgang 56 verbunden und dementsprechend entlüftet ist, während der zweite Umschalteingang 52 abgesperrt ist.
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Die beiden Druckwaagenventile DW1, DW2 haben jeweils einen ersten Betätigungsanschluss 57, dem eine erste Betätigungsfläche 61 des betreffenden Druckwaagenventils DW1, DW2 zugeordnet ist, sowie einen zweiten Betätigungsanschluss 58, dem eine zweite Betätigungsfläche 62 des betreffenden Druckwaagenventils DW1, DW2 zugeordnet ist. Ein am ersten Betätigungsanschluss 57 anstehender Fluiddruck beaufschlagt die erste Betätigungsfläche 61 und ein am zweiten Betätigungsanschluss 58 anstehender Fluiddruck beaufschlagt die zweite Betätigungsfläche 62.
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Die beiden Betätigungsflächen 61, 62 sind einander entgegengesetzt orientiert, wobei eine Druckbeaufschlagung der ersten Betätigungsfläche 61 eine in Richtung der Umschaltstellung wirkende Umschaltkraft auf das betreffende Druckwaagenventil DW1, DW2 ausübt und wobei eine Druckbeaufschlagung der zweiten Betätigungsfläche 62 eine in Richtung der Entlüftungsstellung wirkende Umschaltkraft auf das betreffende Druckwaagenventil DW1, DW2 ausführt. Die an den beiden Betätigungsflächen 61, 62 anstehende Druckdifferenz bestimmt somit die vom zugeordneten Druckwaagenventil DW1, DW2 eingenommene Schaltstellung.
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Der zweite Verbraucheranschluss 11 ist über einen ersten Druckabgriffskanal 63 mit dem ersten Betätigungsanschluss 57 des ersten Druckwaagenventils DW1 und über einen zweiten Druckabgriffskanal 64 mit dem zweiten Betätigungsanschluss 58 des zweiten Druckwaagenventils DW2 verbunden. Ferner ist der erste Verbraucheranschluss 9 über einen dritten Druckabgriffskanal 65 mit dem zweiten Betätigungsanschluss 58 des ersten Druckwaagenventils DW1 und über einen vierten Druckabgriffskanal 66 mit dem ersten Betätigungsanschluss 57 des zweiten Druckwaagenventils DW2 verbunden. Exemplarisch erfolgt der Druckabgriff durch den ersten und zweiten Druckabgriffskanal 63, 64 an einer ersten Druckabgriffsstelle 67, die ständig mit dem zweiten Verbraucheranschluss 11 kommuniziert, während der Druckabgriff des dritten und vierten Druckabgriffskanal 65, 66 an einer zweiten Druckabgriffsstelle 68 erfolgt, die ständig mit dem ersten Verbraucheranschluss 9 verbunden ist. Die Druckabgriffsstellen 67, 68 können durchaus auch unmittelbar mit dem zugeordneten ersten oder zweiten Verbraucheranschluss 9, 11 zusammenfallen.
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Somit ist der ersten Betätigungsfläche 61 des ersten Druckwaagenventils DW1 und der zweiten Betätigungsfläche 62 des zweiten Druckwaagenventils 2 ständig der am zweiten Verbraucheranschluss 11 und somit der in der zweiten Antriebskammer 7 herrschende Fluiddruck PF aufgeschaltet. Gleichzeitig ist der zweiten Betätigungsfläche 62 des ersten Druckwaagenventils DW 1 und der ersten Betätigungsfläche 61 des zweiten Druckwaagenventils DW2 auf diese Weise ständig der am ersten Verbraucheranschluss 9 und mithin der in der ersten Antriebskammer 6 herrschende Fluiddruck PF aufgeschaltet.
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Eine Besonderheit der beiden Druckwaagenventile DW1, DW2 liegt darin, dass sie hinsichtlich des Umschaltverhaltens jeweils zu Gunsten der zweiten Betätigungsfläche 62 dominierend ausgebildet sind. Wenn an der ersten und zweiten Betätigungsfläche 61, 62 gleichzeitig ein gleich hoher Druck ansteht, erfährt das betreffende Druckwaagenventil DW1 eine resultierende Umschaltkraft in Richtung der Entlüftungsstellung. Die zweite Betätigungsfläche 62 ist jeweils größer als die erste Betätigungsfläche 61 am gleichen Druckwaagenventil DW1, DW2. Die Betätigungsflächen 61, 62 sind insbesondere so ausgelegt, dass ein sicheres Umschalten aus der Umschaltstellung in die Entlüftungsstellung erfolgt, wenn das an den beiden Betätigungsflächen anstehende Druckverhältnis im Bereich von 0,5 liegt. Die anstehenden Fluiddrücke können dann das betreffende Druckwaagenventil DW1, DW2 sicher aus der Umschaltstellung in die Entlüftungsstellung umschalten, wenn der am zweiten Betätigungsanschluss 58 anstehende Fluiddruck mindestens halb so groß ist wie der am ersten Betätigungsanschluss 57 anstehende Fluiddruck.
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Die beiden Kurzschlussventile KV1, KV2 werden in die Kurzschlussstellung umgeschaltet und bleiben in der Kurzschlussstellung, wenn und solange von den beiden Druckwaagenventilen DW1, DW2 das eine die Umschaltstellung und gleichzeitig das andere die Entlüftungsstellung einnimmt, sofern am ersten bzw. zweiten Umschalteingang 51, 52 des momentan die Umschaltstellung einnehmenden Druckwaagenventils DW1, DW2 der Vorsteuerdruck ansteht. In diesem Fall wird der Vorsteuerdruck als Umschaltdruck durch das betreffende Druckwaagenventil DW1, DW2 und das darauffolgende Wechselventil WV hindurchgeleitet und in den Umschaltkanal 45 eingespeist, sodass die Kurzschlussventile KV1, KV2 in die Kurzschlussstellung umschalten. Wenn hingegen beide Umschaltausgänge 53, 54 drucklos sind, sind dementsprechend auch die beiden Kurzschluss-Steueranschlüsse 44 drucklos, sodass die Kurzschlussventile KV1, KV2 die Ruhestellung einnehmen.
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Der erste Umschaltausgang 53 ist über einen als erster Wechselkanal 53a bezeichneten Fluidkanal mit dem ersten Wechselventil-Eingang 46 verbunden, während der zweite Umschaltausgang 54 über einen als zweiter Wechselkanal 54a bezeichneten Fluidkanal mit dem zweiten Wechselventil-Eingang 47 verbunden ist.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 ein bevorzugter Betriebszyklus des Antriebssystems 1 beschrieben, der sich in den aus dem Diagramm der 11 ersichtlichen Druckverläufen äußert.
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Der Ausgangszustand für den Betriebszyklus ist ein aus der 1 ersichtlicher erster Betriebszustand zu einem Zeitpunkt t1. Die Vorsteuerventileinrichtung VV befindet sich in der ersten Vorsteuerstellung, sodass am ersten Vorsteuereingang 31 der Vorsteuerdruck anliegt und das Hauptventil HV in der ersten Schaltstellung hält, da der zweite Vorsteuereingang 32 über die Vorsteuerventileinrichtung W entlüftet ist. Die beiden Kurzschlussventile KV1, KV2 befinden sich in der Ruhestellung, sodass die Fluidverbindungen zwischen den Arbeitsanschlüssen 16, 17 des Hauptventils HV und den beiden Verbraucheranschlüssen 9, 11 geöffnet sind. Dementsprechend entspricht der in der zweiten Antriebskammer 7 herrschende zweite Kammerdruck P2 dem durch die Druckquelle P bereitgestellten Betriebsdruck, während der in der ersten Antriebskammer herrschende erste Kammerdruck P1 dem Atmosphärendruck entspricht. Als Resultat wird das Abtriebsglied 4 aufgrund der zwischen den beiden Kammerdrücken P1, P2 herrschenden Druckdifferenz so lange in der ersten Hubendlage gehalten, wie das Hauptventil sich in der ersten Schaltstellung befindet.
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In dem ersten Betriebszustand der 1 liegt am ersten Betätigungsanschluss 57 des ersten Druckwaagenventils DW1 und am zweiten Betätigungsanschluss 58 des zweiten Druckwaagenventils DW2 der zweite Kammerdruck P2 und somit der Betriebsdruck an, während gleichzeitig der zweite Betätigungsanschluss 58 des ersten Druckwaagenventils DW1 und der erste Betätigungsanschluss 57 des zweiten Druckwaagenventils DW2 dem ersten Kammerdruck P1 und mithin dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist. Dadurch nimmt das erste Druckwaagenventil DW1 die Umschaltstellung und das zweite Druckwaagenventil DW2 die Entlüftungsstellung ein. Auf diese Weise ist der erste Wechselventil-Eingang 46 durch das erste Druckwaagenventil DW1 und durch die Vorsteuerventileinrichtung W hindurch entlüftet, wobei gleichzeitig der zweite Wechselventil-Eingang 47 durch das zweite Druckwaagenventil DW2 hindurch entlüftet ist. Somit sind auch der Wechselventil-Ausgang 48 und die beiden Kurzschluss-Steueranschlüsse 44 drucklos, sodass die beiden Kurzschlussventile KV1, KV2 in der Ruhestellung bleiben.
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Zu einem beliebigen Zeitpunkt t2 wird durch entsprechende Ansteuerung die Vorsteuerventileinrichtung W in die zweite Vorsteuerstellung umgeschaltet, woraus der aus 2 ersichtliche zweite Betriebszustand resultiert, bei dem das Hauptventil HV in die zweite Schaltstellung umgeschaltet ist. Der zweite Betriebszustand illustriert den Zeitpunkt unmittelbar nach dem Umschalten des Hauptventils HV in die zweite Schaltstellung. Hier beginnt durch die erste Verbindungsleitung 21a und das nach wie vor in der Ruhestellung befindliche Kurzschlussventil KV1 hindurch ein Druckaufbau in der ersten Antriebskammer 6, was durch einen gepunkteten Kanalverlauf illustriert ist. Gleichzeitig beginnt durch das weiterhin in der Ruhestellung befindliche zweite Kurzschlussventil KV2 und die zweite Verbindungsleitung 22a hindurch ein Entlüftungsvorgang bezüglich der ersten Antriebskammer 7. Dementsprechend beginnt der erste Kammerdruck P1 anzusteigen und der zweite Kammerdruck P2 abzufallen.
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Zeitgleich beginnt durch das nach wie vor in der Umschaltstellung befindliche erste Druckwaagenventil DW1 hindurch ein durch einen gestrichelten Kanalverlauf illustrierter Druckaufbau in dem ersten Wechselkanal 53a, was zur Folge hat, dass das Wechselventil WV den nach wie vor entlüfteten zweiten Wechselventil-Eingang 47 verschließt und somit über den Wechselventil-Ausgang 48 hinweg ein entsprechender Druckaufbau in dem Umschaltkanal 45 und dementsprechend auch an den beiden Kurzschluss-Steueranschlüssen 44 auftritt. Letzteres wirkt sich zunächst noch nicht auf die Schaltstellung der Kurzschlussventile KV1, KV2 aus, da die Federkraft der Federeinrichtungen 18 überwiegt. Da der zweite Kammerdruck P2 weiterhin sehr viel größer ist als der erste Kammerdruck P1 bleibt das erste Druckwaagenventil DW1 trotz des Umstandes, dass eine Dominanz zu Gunsten seines zweiten Betätigungsanschlusses 58 vorliegt, in der Umschaltstellung. Die in Richtung der Umschaltstellung wirksame Umschaltkraft ist nach wie vor größer als die entgegengesetzt wirkende Umschaltkraft.
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Im weiteren zeitlichen Verlauf stellt sich zum Zeitpunkt t3 der aus 3 ersichtliche dritte Betriebszustand ein, der die weiter oben erwähnte Energierückgewinnungsphase repräsentiert. Hier nehmen nach wie vor die Vorsteuerventileinrichtung W die zweite Vorsteuerstellung, das Hauptventil HV die zweite Schaltstellung, das erste Druckwaagenventil DW1 die Umschaltstellung und das zweite Druckwaagenventil DW2 die Entlüftungsstellung ein. Allerdings hat nun in dem Umschaltkanal 45 ein Druckaufbau auf den vollen, mit dem Vorsteuerdruck übereinstimmenden Umschaltdruck stattgefunden, der eine die Federkraft der Federeinrichtungen 18 übersteigende Umschaltkraft hervorruft, sodass beide Kurzschlussventile KV1, KV2 in die Kurzschlussstellung umgeschaltet haben. Somit liegt durch den Kurzschlusskanal 42 hindurch eine Kurzschlussverbindung zwischen den beiden Verbraucheranschlüssen 9, 11 und dementsprechend zwischen den beiden Antriebskammern 6, 7 vor. Diese Kurzschlussverbindung ist in sich geschlossen und hat keine Verbindung zur Atmosphäre oder zu anderen Kanälen der Ventilanordnung 8. Die Folge ist eine Kurzschluss-Fluidströmung 71 aus der zweiten Antriebskammer 7 in die erste Antriebskammer 6 durch die beiden Kurzschlussventile KV1, KV2 und den Kurzschlusskanal 42 hindurch. Damit einher gehen eine Druckabsenkung des zweiten Kammerdruckes P2 zugunsten eines Druckanstieges des ersten Kammerdruckes P1. Die auch als Spülvorgang bezeichenbare Kurzschlussströmung 71 endet, sobald ein Druckausgleich zwischen den beiden Antriebskammern 6, 7 stattgefunden hat. Dies ist der Fall zu dem Zeitpunkt t4 in dem Diagramm der 11.
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Der Zeitpunkt t4 definiert die Startzeit für den aus 4 ersichtlichen vierten Betriebszustand. Nachdem der Druckausgleich zwischen den beiden Kammerdrücken P1 und P2 stattgefunden hat, liegen auch an den Betätigungsanschlüssen 57, 58 der beiden Druckwaagenventile DW1, DW2 gleich hohe Fluiddrücke an. Bei dem Druckwaagenventil DW2 wirkt sich dies nicht aus, da der aus der zweiten Antriebskammer 7 abgegriffene zweite Kammerdruck P2 dominiert, sodass die Entlüftungsstellung beibehalten wird. Das erste Druckwaagenventil DW1 hingegen schaltet aufgrund der Dominanz des aus der ersten Antriebskammer 6 abgegriffenen ersten Kammerdruckes P1 nun ebenfalls in die Entlüftungsstellung. Die Folge ist, dass beide Kurzschluss-Steueranschlüsse 44 durch den Umschaltkanal 45, das Wechselventil WV und die beiden Druckwaagenventile DW1, DW2 hindurch entlüftet und folglich drucklos sind. Somit schalten die beiden Kurzschlussventile KV1, KV2 aufgrund ihrer Federvorspannung in die Ruhestellung zurück und geben den Fluiddurchtritt zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen 16, 17 und den beiden Verbraucheranschlüssen 9, 11 frei. Das Antriebssystem befindet sich nun in der weiter oben erwähnten Normalbetriebsphase, in der die erste Antriebskammer 6 aus der Druckquelle P mit unter dem Betriebsdruck stehendem Antriebsfluid gespeist und gleichzeitig die zweite Antriebskammer 7 entlüftet wird. Somit beginnt die erste Hubbewegung 5a, die sich gemäß dem in 5 illustrierten fünften Betriebszustand fortsetzt. Diese Vorgänge äußern sich zu Beginn in einem Druckanstieg des ersten Kammerdruckes P1 mit gleichzeitigem Druckabfall des Kammerdruckes P2, wobei diese Drücke anschließend im Wesentlichen Konstant bleiben, bis der fünfte Betriebszustand zum Zeitpunkt t5 mit dem in 6 illustrierten sechsen Betriebszustand endet, der dadurch definiert ist, dass das Abtriebsglied 4 die zweite Hubendlage erreicht hat und stillsteht.
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Während des in 5 illustrierten fünften Betriebszustandes verändert sich in der Ventilanordnung 8 lediglich die Schaltstellung des zweiten Druckwaagenventils DW2 aus der Entlüftungsstellung in die Umschaltstellung. Dennoch bleiben die beiden Kurzschluss-Steueranschlüsse 44 entlüftet, weil zum Einen nach wie vor der erste Wechselkanal 53a durch das in der Entlüftungsstellung befindliche Druckwaagenventil DW1 hindurch entlüftet ist und weil gleichzeitig nach wie vor auch der zweite Wechselkanal 54a mit der Atmosphäre kommuniziert, und zwar durch das zweite Druckwaagenventil DW2, den zweiten Zweigkanal 52a und den durch die Vorsteuerventileinrichtung W hindurch entlüfteten ersten Vorsteuerarbeitskanal 27a hindurch. Das erste Druckwaagenventil DW1 bleibt in der Entlüftungsstellung, da der an seinem zweiten Betätigungsanschluss 58 anstehende erste Kammerdruck P1 wesentlich größer ist als der an seinem ersten Betätigungsanschluss 57 anstehende zweite Kammerdruck P2. Das Umschalten des zweiten Druckwaagenventils DW2 in die Umschaltstellung resultiert daraus, dass die aus dem am ersten Betätigungsanschluss 57 anstehenden ersten Kammerdruck P1 resultierende Umschaltkraft trotz der zu Gunsten des zweiten Kammerdruckes P2 vorhandenen Dominanz höher ist als die aus dem zweiten Kammerdruck P1 resultierende Umschaltkraft. Aus dem Diagramm der 11 ist ersichtlich, dass während des vierten und fünften Betriebszustandes zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 der erste Kammerdruck P1 stets größer ist als der zweite Kammerdruck P2.
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Beim Erreichen der zweiten Hubendlage gemäß dem sechsten Betriebszustand der 6 steigt der erste Kammerdruck P1 auf den von der Druckquelle P bereitgestellten Betriebsdruck an, während der zweite Kammerdruck P2 auf Atmosphärendruck absinkt. Somit ist das Abtriebsglied 4 in der zweiten Hubendlage fest axial mit dem Antriebsgehäuse 3 verspannt und verharrt in dieser Position, solange die Schaltstellung der Vorsteuerventileinrichtung W nicht verändert wird.
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Zu einem beliebigen Zeitpunkt t6 wird durch Umschalten der Vorsteuerventileinrichtung W die zweite Hubbewegung 5b initiiert, um das Abtriebsglied 4 in die erste Hubendlage zurückzubewegen. Der nur kurzzeitig eingenommene siebte Betriebszustand unterscheidet sich hinsichtlich der Ventilstellungen von dem sechsten Betriebszustand der 6 dadurch, dass die Vorsteuerventileinrichtung W durch Anlegen des elektrischen Ausschaltsignals in die erste Vorsteuerstellung zurückgeschaltet ist, wodurch das Hauptventil HV aus der bis dahin eingenommenen zweiten Schaltstellung ebenfalls wieder in die erste Schaltstellung umgeschaltet hat. Die Schaltstellungen der Vorsteuerventileinrichtung W und des Hauptventils HV entsprechen insoweit den Gegebenheiten im ersten Betriebszustand gemäß 1.
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Funktionell entspricht der siebte Betriebszustand dem zweiten Betriebszustand gemäß 2 mit dem Unterschied, dass nun die der ersten Hubbewegung 5a entgegengesetzte zweite Hubbewegung 5b betroffen ist. So beginnt durch die zweite Verbindungsleitung 22a und das in der Ruhestellung befindliche zweite Kurzschlussventil KV2 hindurch ein durch einen gepunkteten Leitungsverlauf angedeuteter Druckaufbau des in der zweiten Antriebskammer 7 herrschenden zweiten Kammerdruckes P2. Gleichzeitig beginnt durch das ebenfalls in der Ruhestellung befindliche erste Kurzschlussventil KV1 und die erste Verbindungsleitung 21a hindurch eine Entlüftung der ersten Antriebskammer 6 und folglich ein Druckabbau des ersten Kammerdruckes P1. Da der erste Kammerdruck P1 noch wesentlich höher ist als der zweite Kammerdruck P2 verharrt das zweite Druckwaagenventil DW2 trotz der P2-Dominanz in der Umschaltstellung. Das erste Druckwaagenventil DW1 behält seine Entlüftungsstellung bei. Daraus resultiert aus der Vorsteuerdruckquelle PV durch den ersten Vorsteuerkanal 27a, das zweite Druckwaagenventil DW2, den zweiten Wechselkanal 54a und das Wechselventil WV hindurch ein durch eine gestrichelte Leitungsführung angedeuteter allmählicher Druckaufbau in dem Umschaltkanal 45 und mithin auch an den beiden Kurzschluss-Steueranschlüssen 44.
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Nach einer gewissen Zeit stellt sich zu einem Zeitpunkt t7 ein aus 8 ersichtlicher achter Betriebszustand ein, der sich darin äußert, dass der Fluiddruck an den beiden Kurzschluss-Steueranschlüssen 44 auf einen dem Vorsteuerdruck entsprechenden Umschaltdruck angestiegen ist. Dies führt analog zum dritten Betriebszustand der 3 zu einem Umschalten der beiden Kurzschlussventile KV1, KV2 in ihre Umschaltstellung, was zur Folge hat, dass die beiden Verbraucheranschlüsse 9, 11 und mithin die beiden Antriebskammern 6, 7 durch die beiden Kurzschlussventile KV1, KV2 und den Kurzschlusskanal 42 hindurch fluidisch miteinander verbunden sind. Dies wiederum hat aufgrund der Druckdifferenz eine Kurzschlussströmung 71 zur Folge mit dem Effekt eines Druckausgleiches zwischen den beiden Kammerdrücken P1, P2. Mit diesem „Spülvorgang“ wird die zweite Antriebskammer 7 aus der ersten Antriebskammer 6 mit Antriebsfluid befüllt, bis zu einem Zeitpunkt t8 ein Druckausgleich vorliegt. Somit repräsentiert der achte Betriebszustand wiederum eine „Energierückgewinnungsphase“ .
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Mit diesem Zeitpunkt t8 beginnt ein aus 9 ersichtlicher neunter Betriebszustand, der sich darin äußert, dass die zweite Hubbewegung 5b des Abtriebsgliedes 4 beginnt. Grund dafür ist das Zurückschalten der beiden Kurzschlussventile KV1, KV2 in die Ruhestellung und die dadurch vorliegende „Normalbetriebsphase“, bei der der erste Verbraucheranschluss 9 durch das Hauptventil HV hindurch entlüftet und gleichzeitig der zweite Verbraucheranschluss 11 durch das Hauptventil HV hindurch belüftet, also mit Antriebsfluid aus der Druckquelle P gespeist ist.
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In dem neunten Betriebszustand bleibt das Druckwaagenventil DW1 weiterhin in der Entlüftungsstellung, sodass der erste Wechselventil-Eingang 46 drucklos ist, und auch das zweite Druckwaagenventil DW2 wird in die Entlüftungsstellung umgeschaltet und bewirkt somit eine Entlüftung des zweiten Wechselventil-Eingangs 47. Somit sind über den Umschaltkanal 45 beide Kurzschluss-Steueranschlüsse 44 drucklos.
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Das erste Druckwaagenventil DW1 bleibt in der Entlüftungsstellung, da die am zweiten Betätigungsanschluss 58 wirkende Umschaltkraft aufgrund der P1-Dominanz größer ist als die entgegengesetzt wirkende, aus dem zweiten Kammerdruck P2 resultierende Umschaltkraft, obwohl der zweite Kammerdruck P2 zu diesem Zeitpunkt größer ist als der erste Kammerdruck P1. Das zweite Druckwaagenventil DW2 schaltet in die Entlüftungsstellung, da der am zweiten Betätigungsanschluss 58 anstehende zweite Kammerdruck P2 größer ist als der am ersten Betätigungsanschluss 57 anstehende erste Kammerdruck P1.
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Der neunte Betriebszustand gemäß 10 geht während der zweiten Hubbewegung 5b in den aus 10 ersichtlichen zehnten Betriebszustand über, der sich von dem neunten Betriebszustand nur dadurch unterscheidet, dass das erste Druckwaagenventil DW1 in die Umschaltstellung umgeschaltet hat, sodass der erste Wechselkanal 53a nicht mehr direkt durch das erste Druckwaagenventil DW1 hindurch entlüftet ist, sondern durch das erste Druckwaagenventil DW1 und die sich anschließende Vorsteuerventileinrichtung W hindurch. Das Umschalten des ersten Druckwaagenventils DW1 in die Umschaltstellung resultiert aus dem Umstand, dass die aus dem zweiten Kammerdruck P2 resultierende, an dem ersten Betätigungsanschluss 57 herrschende Umschaltkraft trotz der P1-Dominanz größer ist als die entgegengesetzt wirkende Umschaltkraft.
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Der zehnte Betriebszustand gemäß 10 endet zu einem Zeitpunkt t9, zu dem das Abtriebsglied 4 die aus 1 ersichtliche erste Hubendlage wieder erreicht. Kurz nach Erreichen dieser ersten Hubendlage ist der erste Kammerdruck P1 auf den Atmosphärendruck abgesunken und der zweite Kammerdruck P2 auf den Betriebsdruck angestiegen, sodass der erste Betriebszustand gemäß 1 erreicht ist und sich der geschilderte Betriebszyklus wiederholen kann.
