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Die Erfindung bezieht sich auf eine mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung,
die zur mengengeregelten Steuerung des Zuflusses eines hydraulischen Mediums in
eine oder mehrere hydraulische Verbraucherleitungen dient.
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Die Menge eines hydraulischen Mediums, die pro Zeiteinheit durch eine
in einer Leitung für das hydraulische Medium ausgebildete Blende fließt, hängt sowohl
von deren Durchlaßquerschnitt als auch von deren Druckgefälle, nicht jedoch von
dem absoluten Druck vor oder hinter der Blende ab. Als Blende können die Steuerkanten
eines in der Leitung angeordneten Steuerventils in Schieberbauart dienen, welche
die Verbindung zwischen einem Druckpumpenanschluß und einem Verbraucheranschluß
steuern, der beispielsweise mit dem Arbeitszylinder eines einfach- oder doppeltwirkenden
hydraulischen Arbeitszylinders oder einem Hydraulikmotor verbunden sein kann. Da
in praktischen Fällen im allgemeinen die absoluten Drücke am Verbraucheranschluß
und am Pumpenanschluß verschieden voneinander variieren, variiert damit auch das
Druckgefälle und also auch bei gegebenem Durchlaßquerschnitt der Mengendurchsatz.
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Es besteht daher bei hydraulischen Steuerungen, die zum Verbinden
einer Druckpumpenleitung mit einer Verbraucheranschlußleitung oder insbesondere
mehreren Verbraucheranschlußleitungen ein oder mehrere Steuerventile in Schieberbauart
verwenden, das Bedürfnis, unabhängig von den absoluten Drükken an den einzelnen
Pumpenanschlüssen und Verbraucheranschlüssen das Druckgefälle an der Blende, die
von den Steuerkanten jedes Steuerventils jeweils zwischen Pumpenanschluß und zugeordnetem
Verbraucheranschluß gebildet wird, konstant zu halten und dadurch die Durchflußmenge
des hydraulischen Mediums nur noch vom Durchlaßquerschnitt des Steuerventils anhängig
zu machen.
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Es ist bekannt, zur Regelung des Druckabfalls an der von den Steuerkanten
eines Dreistellungssteuerventils in Schieberbauart zwischen Pumpenanschluß und jeweiligem
Verbraucheranschluß gebildeten Blende eine hydraulische Druckwaage zu verwenden,
deren Bezugskammer mit dem Pumpenanschluß des Dreistellungssteuerventils und deren
Steuerkammer über eine Hilfssteuerleitung mit dem jeweiligen Verbraucheranschluß
des Dreistellungssteuerventils verbunden ist (siehe z. B. USA.-Patentschrift 2 503
870). In fast allen praktischen Anwendungsfällen ist die Druckdifferenz zwischen
Steuerkammer und Bezugskammer der Druckwaage und damit auch zwischen Pumpenanschluß
und Verbraucheranschluß des von der Druckwaage mengengeregelten Dreistellungssteuerventils
fest eingestellt, wobei ein typischer Wert für die Druckdifferenz 5 atü ist. Die
Druckwaage bewirkt eine sogenannte Dreiwegeregelung, indem sie das in ihrer mit
dem Pumpenanschluß des Dreistellungssteuerventils verbundenen Bezugskammer überschüssige
hydraulische Medium, das den absoluten Druck in der Bezugskammer über den Wert ansteigen
lassen würde, der durch die eingestellte Druckdifferenz der Druckwaage relativ zum
zugeordneten Verbraucheranschluß vorgegeben ist, in den als dritten Regelweg an
die Druckwaage angeschlossenen Pumpenrücklauf abfließen läßt. Der erste und zweite
Regelweg sind durch die mit dem Pumpenanschluß verbundene Bezugskammer der Druckwaage
und deren mit dem jeweiligen Verbraucheranschluß verbundenen Steuerkammer bestimmt.
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Eine mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung, auf die sich die Erfindung
bezieht, weist eine hydraulische Druckwaage und mindestens ein Dreistellungssteuerventil
auf, das in Schieberbauart mit Druckpumpenanschluß, Rücklaufanschluß und einem oder
zwei Verbraucheranschlüssen ausgebildet ist und dessen zwischen Pumpenanschluß und
jeweiligem Verbraucheranschluß liegende Steuerkanten eine Regelblende bilden, deren
Druckgefälle von der Druckwaage- auf einen vom jeweils anliegenden absoluten
Druck
unabhängigen konstanten Sollwert geregelt wird, indem der Steuerschieber des Dreistellungssteuerventils
einen in der Mittelstellung offenen und sonst geschlossenen ersten Hilfssteuerkanal
aufweist, von dessen beiden im Ventilgehäuse zugeordneten Hilfssteueranschlüssen
der eine zur Steuerkammer der Druckwaage und der andere zum Rücklauf der Hydraulikpumpe
führt, und indem mindestens ein Verbraucheranschluß des Dreistellungssteuerventils
eine Hilfssteuerabzweigung aufweist, die eine gewisse Strecke nach Einsetzen der
Steuerschieberbewegung über einen im Steuerschieber ausgebildeten zweiten Hilfssteuerkanal
bereits vor dem Öffnen des Verbraucheranschlusses mit der Steuerkammer der Druckwaage
verbunden wird, wobei bei Vorhandensein von Hilfssteuerabzweigungen mehrere Verbraucheranschlüsse
die Hilfssteuerabzweigungen in Parallelschaltung zur Steuerkammer der Druckwaage
geführt sind und wobei bei Vorhandensein mehrerer Dreistellungssteuerventile diese
derselben einen Druckwaage zugeordnet und mit ihren den ersten Hilfssteuerkanälen
zugeordneten Hilfssteueranschlüssen zwischen der Steuerkammer der Durckwaage und
dem Rücklauf der Hydraulikpumpe hintereinandergeschaltet, insbesondere mit einem
die Druckwaage enthaltenden Gehäuseblock sandwichartig verblockt sind.
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Wenn mehrere Dreistellungssteuerventile vorhanden sind - die von der
Erfindung besonders in Betracht gezogene Alternative -, sind diese in der beschriebenen
Regelschaltung so miteinander verbunden, daß die Durchflußmenge jedes Dreistellungssteuerventils
allein durch dessen Durchlaßquerschnitt bzw. dessen Steuerschieberstellung und nicht
mehr von den jeweils an Pumpenanschluß und Verbraucheranschluß auftretenden absoluten
Drücken abhängt. Die Dreistellungssteuerventile haben außer ihrem Pumpenanscbluß
und ihrem Rücklaufanschluß einen oder zwei Verbraucheranschlüsse, je nachdem, ob
beispielsweise ein einfachwirkender oder ein doppeltwirkender hydraulischer Arbeitszylinder
als Verbraucher dient.
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Bei einer der Anmelderin bekanntgewordenen mengengeregelten Steuerschiebervorrichtung
der genannten Art ist der erste Hilfssteuerkanal jedes Dreictellungssteuerventils
in einer Verlängerung von des-;en Steuerschieber als durchlassende Umfangskerbe
angeordnet. Pumpenanschluß und Verbraucheranichluß werden ebenfalls durch einen
Ringkanal am .iteuerschieber gesteuert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine .iiengengeregelte Ventilschiebervorrichtung
erläuterten Art besonders kurz und schmal bauend und einfach zu gestalten und dabei
trotzdem eine voll befriedigende Funktionstüchtigkeit zu erreichen.
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Zum Lösen dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß beide
Hilfssteuerkanäle im Bereich des Pumpenanschlusses, bei Dreistellung ssteuerventilen
mit zwei Verbraucheranschlüssen zwischen diesen, angeordnet sind, daß die Umfangsfläche
des Steuerschiebers beidseitig von dessen Hauptsteuerkanal, der den Pumpenanschluß
mit dem jeweiligen Verbraucheranschluß verbindet, in an sich bekannter Weise abdichtend
im Ventilgehäuse geführt ist und daß in diesen beidseitigen Dichtflächen die den
beiden Hilfssteuerkanälen zugeordneten Hilfssteueranschlüsse des Dreistellungssteuerventils
angeordnet sind. Durch diese Ausführungsform gemäß der Erfindung wird erstmalig
bei einer mengengeregelten Steuerschiebervorrichtung der erläuterten Art ein kurz
bauender und außerdem nicht sehr aufwendiger Aufbau erreicht, bei dem die Ventillänge
in Steuerschieberrichtung nicht oder kaum größer ist als bei gewöhnlichen Dreistellungssteuerventilen
ohne Mengenregelung. Es versteht sich dabei, daß die Erfindung auch solche Steuerventile
umfaßt, die weitere Stellungen haben und weitere Anschlußfunktionen erfüllen; wesentlich
ist lediglich, daß diese Steuerventile die bei der Erfindung wesentliche Dreistellungs-und
3- oder 4-Anschlußfunktion haben.
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Eine besonders kurz bauende Steuerschiebervorrichtung erhält man,
wenn der Hauptsteuerkanal im Steuerschieber als Durchgangsbohrung, vorzugsweise
in Gestalt einer Mehrzahl mit gegenseitigem Abstand angeordneter Einzelbohrungen,
ausgebildet ist. Die mehrfache Anordnung von Bohrungen beschränkt zwar den maximal
möglichen Durchlaßquerschnitt. Das ist jedoch in den meisten Anwendungsfällen gegenüber
der gewonnenen Schieberfestigkeit von zurücktretender Bedeutung.
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Bei einer bekannten mengengeregelten Steuerschiebervorrichtung der
erläuterten Art erfolgt die Begrenzung des maximalen Durchlaßquerschnittes jedesDreistellungssteuerventils
und damit die Festlegung der maximalen Durchflußmenge mittels einer einstellbaren
Hubbewegung des Steuerschiebers. Eine solche, von außen relativ leicht zugängliche
Einstellbarkeit verleitet zu Manipulationen durch das Bedienungspersonal, um die
Schaltungszeit eines hydraulischen Arbeitszylinders zu verkürzen, wie es z. B. bei
Akkordarbeit für eine Bedienungsperson von Interesse sein kann. In vielen Anwendungsfällen,
z. B. bei Kran- oder Baggerbetätigungszylindern oder beim Verschwenken eines vertikalen
Mastes für den vertikalen Laufwagen eines Hubstaplers, kann jedoch eine Verkürzung
der Schaltzeit durch Heraufsetzung des Mengendurchlasses des zugeordneten Dreistellungssteuerventils
zu erheblichen Gefahren führen, bei einem Hubstapler beispielsweise zum Umfallen
des vertikalen Mastes für den Laufwagen. Demgegenüber kann bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung die Mengendurchsatzbegrenzung des Dreistellungssteuerventils unauffälliger
für eine Bedienungsperson bewirkt werden, da das Vorhandensein der Drosselblende
von außen nicht erkennbar ist. Sie kann jedoch von einer Wartungsperson lediglich
durch Lösen der Verschraubung zwischen dem Verbraucheranschluß und der weiterführenden
Anschlußleitung des Verbrauchers leicht den jeweiligen Erfordernissen der Mengendurchflußbegrenzung
durch Auswechseln der Drosselblende angepaßt werden.
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Diese Drosselblende trägt noch dazu bei, Kompaktheit und Einfachheit
des Mengenregelventils weiter zu verbessern. Aus den geschilderten Gründen kommt
jedoch diesem Gesichtspunkt der Erfindung auch noch selbständige Bedeutung zu.
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Vorzugsweise ist nach der Erfindung vorgesehen, daß in mindestens
einer Hilfssteuerabzweigung eines Verbraucheranschlusses eine Hilfsdrosselblende
angeordnet ist, die so ausgelegt ist, daß sie bei gleichzeitiger Schaltung der Dreistellungssteuerventile
den Ausgleichsmengendurchfluß zwischen deren gesteuerten Verbraucheranschlüssen
über deren Hilfssteuerabzweigungen, die zweiten Hilfssteuerkanäle und die Steuerkammer
der Druckwaage klein gegenüber
dem vom jeweiligen Dreistellungssteuerventil
gesteuerten Zufluß vom Pumpenanschluß zu jedem eingeschalteten Verbraucheranschluß
hält. Es ist ersichtlich, daß die Hilfsdrosselblende im Rahmen der Aufgabenstellung
der Erfindung die Funktionstüchtigkeit der mengengeregelten Steuerschiebervorrichtung
mit einfachsten Mitteln wesentlich erhöht, ohne daß eine Kompaktheitseinbuße eintritt.
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Die Art und Weise der Betätigung der einzelnen Steuerschieber der
Dreistellungssteuerventile der mengengeregelten Steuerschiebervorrichtung gemäß
der Erfindung kann in beliebiger bekannter Weise von Hand, mechanisch, z. B. durch
Nocken, hydraulisch bzw. pneumatisch oder elektrisch erfolgen.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert-. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht
einer mengengeregelten Steuerschiebervorrichtung gemäß der Erfindung mit mehreren
Dreistellungssteuerventilen und in teilweise auseinandergezogener Darstellung, F
i g. 2 ein Schaltschema der Steuerschiebervorrichtung gemäß F i g. 1, F i g. 3 einen
Querschnitt durch die Druckwaage und ein angeblocktes Dreistellungssteuerventil
quer zur Längsachse von dessen Steuerschieber gemäß der Linie C-C in F i g. 4 oder
6; der Schnitt durch das Dreistellungssteuerventil ist in F i g. 8 noch einmal herausgezeichnet
und dort näher erläutert; F i g. 4 einen Längsschnitt durch das mit zwei Verbraucheranschlüssen
versehene Dreistellungssteuerventil von F i g. 1 nach der Linie A-A von F i g. 5
durch die beiden Verbraucheranschlüsse und den Pumpenanschluß, F i g. 5 einen weiteren
Längsschnitt durch das Dreistellungssteuerventil gemäß F i g. 4 in einer zu dessen
Zeichnungsebene rechtwinkligere Ebene nach der Linie B-B von F i g. 4, F i g. 6
eine der F i g. 4 entsprechende Schnittzeichnung des Dreistellungssteuerventils
mit nur einem Verbraucheranschluß gemäß F i g. 1 nach der Linie A-A von F i g. 7,
F i g. 7 einen der F i g. 5 entsprechenden Längsschnitt durch das Dreistellungssteuerventil
gemäß F i g. 6 nach der Linie B-B von F i g. 6, F i g. 8 einen im Zusammenhang mit
F i g. 3 erläuterten Querschnitt nach der Linie C-C von F i g. 4 oder von F i g.
6 und F i g. 9 einen in einer Parallelebene zu F i g. 8 geführten Schnitt nach der
Linie D-D der F i g. 4 oder 6 bei einem Dreistellungssteuerventil gemäß F i g. 1
mit eingebautem Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil.
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F i g. 1 zeigt eine mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung in sandwichartig
verblockter Bauweise, bei der ein eine hydraulische Druckwaage enthaltender Gehäuseblock
10 jeweils über scheibenförmige Distanzverbindungsstücke 12 a bzw. 12 b mit
drei verschiedenartig ausgebildeten Dreistellungssteuerventilen 14, 16 und 18 und
einer Abschlußplatte 20 verblockt ist. Die Ausbildungs- und Anschlußweise der Druckwaage,
der Dreistellungssteuerventile und der Abschlußplatte sind in F i g. 2 eingezeichnet,
in der jedem dieser Teile ein Blockschaltbild zugeordnet ist.
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Die konstruktive Ausbildung der Druckwaage 10 i ist der F i
g. 3 zu entnehmen. Das Dreistellungssteuerventil 14 besitzt nur einen einzigen Verbraucheranschluß
A auf der in F i g. 1 der Blickrichtung abgewandten Seite. Die konstruktiven Details
dieses Dreistellungssteuerventils sind den F i g. 4, 5 und 8 zu entnehmen. Das Dreistellungssteuerventil
16 besitzt zwei Verbraucheranschlüsse B und C, beispielsweise zum Anschluß eines
doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinders, und ist mit seinen konstruktiven
Details in den F i g. 6 und 7 und ebenfalls in F i g. 8 dargestellt. Das Dreistellungssteuerventil
18, das ebenso wie das Dreistellungssteuerventil 16 mit zwei Verbraucheranschlüssen
D und E ausgebildet ist, weist zusätzlich noch an einem Verbraucheranschluß ein
einstellbares Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil U auf. Dessen konstruktiver
Einbau ist der F i g. 9 zu entnehmen. Es ist möglich, an jedem beliebigen Verbraucheranschluß
ein nachstellbares oder fest eingestelltes derartiges Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil
vorzusehen; auch können anders kombinierte Dreistellungssteuerventile vorgesehen
sein. Bei dem Ausführungsbeispiel wurde die Auswahl lediglich zur Darstellung typischer
Varianten getroffen.
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Aus F i g. 1 erkennt man, daß das Dreistellungssteuerventil 14 und
die beiden Dreistellungssteuerventile 16 und 18 zwei verschieden groß
dimensionierte Gruppen bilden und über ein plattenförmiges zusätzliches Distanz-Reduzierstück
22 miteinander verblockt sind. Die Verbindungsstücke 12 a und 12 b haben dementsprechend
auch verschiedene Dimensionen.
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Die Pumpen- und Rücklaufanschlüsse sind mit P und R bezeichnet. Zur
Betätigung der aus den F i g. 3 bis 9 ersichtlichen einzelnen Steuerschieber S der
einzelnen Dreistellungssteuerventile dient ein hier nicht näher zu erläuternder,
in bekannter Weise ausgebildeter Hebelmechanismus H. An der Druckwaage
10
sind ferner ein Manometeranschluß M und ein Haupt-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil
V vorgesehen, das zusammen mit dem Regelmechanismus der Druckwaage 10 als
Sicherheitsventil für die ganze Steuerschiebervorrichtung 1 dient. Mit den Federn
F in F i g. 2 ist angedeutet, daß der Hebehnechanismus H so wirkt, daß eine selbsttätige
Rückstellung des jeweiligen Steuerschiebers S in die als Normalstellung dienende
Mittelstellung gemäß den mittleren Schaltungsabschnitten der Dreistellungssteuerventile
14, 16 und 18 in F i g. 2 vorgesehen ist. Es kann jedoch auch in den von der Mittelstellung
verschiedenen Stellungen beispielsweise eine Verrastung vorgesehen sein oder überhaupt
jeder beliebige andere Betätigungsmechanismus.
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Die Verblockung der Gehäuseblöcke der Druckwaage 10 mit den
Dreistellungssteuerventilen 14, 16
und 18 und der Abschlußplatte 20 erfolgt
über Zugstangen 24, deren Enden einerseits in mit Gewinden versehene Sacklöcher
26 (F i g. 3) eingreifen und andererseits durch Gegenspannmuttern 28 verspannt
werden. Die Zugstangen 24 greifen durch Bohrungen 30 der Ventilgehäuse der einzelnen
Dreistellungssteuerventile 14, 16 und 18 und der Abschlußplatte
20
hindurch (F i g. 3, 4, 6 bis 8).
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Die Führung der Anschlüsse in dem Mengenregelventil1 und ihre gegenseitige
Verbindung läßt sich aus dem Schaltschema der F i g. 2 entnehmen.
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In der Druckwaage 10 steht der Pumpenanschluß P mit einer Bezugskammer
40 in Verbindung, wie es durch den mit derselben Bezugsziffer bezeichneten
Strömungspfeil 1 in F i g. 1 dargestellt ist (s. auch F i g. 3). Die Bezugskammer
40 wird von einem
Kolben 42 (F i g. 3) abgeschlossen, der
in einer Kolbenbohrung 44 des Druckwaagengehäuses in Richtung zur Bezugskammer unter
der Vorspannung der Feder 46 steht. Die Steuerkammer 48 der Druckwaage
ist an der Rückseite des Kolbens 42 ausgebildet und an eine Hilfssteuerleitung 50
angeschlossen. Diese Hilfssteuerleitung gabelt sich bei 52 in eine hintereinandergeschaltete
Hilfssteuerleitung 54, welche über in der Mittelstellung jedes Dreistellungssteuerventils
offene und sonst geschlossene erste Hilfssteuerkanäle 56 der Steuerschieber S zum
Pumpenrücklauf R führt, und eine zweite Hilfssteuerleitung 64, die in Parallelschaltung
durch zweite Hilfssteuerkanäle 66 der einzelnen Steuerschieber S zu Hilfssteuerabzweigungen
68 der Verbraucheranschlüsse A -E der einzelnen Dreistellungssteuerventile
führt.
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Die Anschlüsse der Druckwaage 10 und der drei Dreistellungssteuerventile
14, 16 und 18 an die Hydraulikpumpe P und an den Pumpenrücklauf R sowie die Verbraucheranschlußleitungen
A-E sind mit dick durchgezogenen Linien in F i g. 2 dargestellt und brauchen nicht
näher erläutert zu werden. Dementsprechend sind auch die Hauptsteuerkanäle 100 in
den Steuerschiebern dick durchgezogen gezeichnet und mit Pfeilen versehen, welche
ihre jeweils zugeordnete Durchflußrichtung darstellen.
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Wenn sich alle drei Dreistellungssteuerventile in der in F i g. 2
dargestellten Mittelstellung befinden, in der die Verbindung zwischen der Hydraulikpumpe
P und den einzelnen Verbraucheranschlüssen A-E gesperrt ist, ist die erste Hilfssteuerleitung
54 über die ersten Hilfssteuerkanäle 56 mit dem Rücklauf verbunden. Die Hydraulikpumpe
P kann dann die Federkraft der Feder 46 des Regelkolbens 42 der Druckwaage
10 überwinden, so daß sich der Kolben 42 in Richtung zur Steuerkammer 48
der Druckwaage verschiebt und den Pumpenrücklauf R freigibt und die Hydraulikpumpe
P im wesentlichen ungehindert durch die Bezugskammer 40 der Druckwaage in den Pumpenrücklauf
R fördern kann.
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Wenn eines der Dreistellungssteuerventile 14, 16 oder 18 betätigt
und damit sein Steuerschieber S aus der Mittelstellung verschoben wird, verschiebt
sich auch der erste Hilfssteuerkanal 56, und die erste Hilfssteuerleitung 54 wird
unterbrochen. Statt dessen stellt jetzt der zweite Hilfssteuerkanal 66 eine Verbindung
zwischen der Hilfssteuerabzweigung 68 und der in Parallelschaltung vorgesehenen
zweiten Hilfssteuerleitung 64 und damit auch der Steuerkammer 48
der
Druckwaage her, noch ehe der zugehörige Verbraucheranschluß des Dreistellungssteuerventils
mit seinem Pumpenanschluß verbunden ist.
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Nunmehr steht die Steuerkammer 48 der Druckwaage 48 unter dem
gerade in dem jeweiligen Verbraucheranschluß A, B, C, D oder E stehenden
Druck, so daß in der Bezugskammer 40 der Druckwaage der Druck des zuzuschaltenden
Verbraucheranschlusses minus der Federkraft der Vorspannfeder 46 der Druckwaage
herrscht. Wenn die Hydraulikpumpe eine größere Menge hydraulischen Mediums fördert
als zum Aufrechterhalten dieses Druckes erforderlich ist, führt der Kolben der Druckwaage
jeweils eine solche Regelausweichbewegung aus, die die überschüssige Menge des hydraulischen
Mediums in den an die Druckwaage als dritten Regelweg angeschlossenen Pumpenrücklauf
R abfließen läßt.
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Da die Bezugskammer 40 der Druckwaage mit den Pumpenanschlüssen
der Dreistellungssteuerventile und die Steuerkammer 48 der Druckwaage mit
dem jeweils zuzuschaltenden Verbraucheranschluß in Verbindung steht, herrscht dann
zwischen Pumpenanschluß und Verbraucheranschluß des in Aufschaltbewegung befindlichen
Dreistellungssteuerventils gerade das Druckgefälle (typisch 5 atü), das der Vorspannung
der Feder 46 der hydraulischen Druckwaage 10 entspricht. Dadurch hängt, wenn
das Dreistellungssteuerventil geöffnet wird, die Durchlaßmenge nur noch vom Durchlaßquerschnitt
des jeweiligen Hauptsteuerkanals ab.
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Diese Mengenregelung funktioniert auch noch, wenn mindestens zwei
Dreistellungssteuerventile zugleich eine Verbindung zwischen ihrem Pumpenanschluß
und einem Verbraucheranschluß herstellen. Dann ist der Steuerdruck in der Steuerkammer
48 der Druckwaage durch den jeweils niedrigsten Absolutdruck des angeschlossenen
Verbraucheranschlusses bestimmt. Um jedoch zu verhindern, daß von einem Verbraucheranschluß
mit momentan höherem Absolutdruck zu einem Pumpenanschluß mit momentan niedrigerem
Absolutdruck ein nicht gewünschter Rückfluß des hydraulischen Mediums durch das
geöffnete Dreistellungssteuerventil erfolgt, sind an allen Pumpenanschlüssen der
einzelnen Dreistellungssteuerventile Rückschlagventile 70 vorgesehen, die nur eine
Durchflußrichtung vom Pumpenanschluß in den Verbraucheranschluß gestatten.
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Um eine Anpassung an die gewünschten Mengenanschlußwerte der einzelnen
Verbraucher vorzunehmen, sind zwei Möglichkeiten vorgesehen. Die eine Möglichkeit
besteht darin, verschieden dimensionierte Dreistellungssteuerventile zu verwenden,
wie es in F i g. 1 durch die zwei Gruppen verschieden dimensionierter Dreistellungssteuerventile
14 und 16,
18 dargestellt ist. Die andere Möglichkeit besteht
darin, am Verbraucheranschluß eines bestimmten Dreistellungssteuerventils eine den
maximalen Mengendurchfluß begrenzende Drosselblende 72 anzuordnen, wie es in F i
g. 2 in Zusammenhang mit den Dreistellungssteuerventilen 16 und
18 dargestellt ist. Diese Drosselblende wird auswechselbar eingesetzt, um
ein bestimmtes Mengenregelventil je nach Bedarf an verschiedene gewünschte Anschlußwerte
anpassen zu können.
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Fernerhin ist in jeder Hilfssteuerabzweigung eine Hilfsdrosselblende
74 angeordnet, welche die Flußgeschwindigkeit durch jede Hilfssteuerleitung 64 und
damit die Regelgeschwindigkeit dämpft und dafür sorgt, daß der Fluß in der Hilfssteuerleitung
64 stets klein gegenüber dem Zufluß des zugehörigen Verbraucheranschlusses ist.
Wenn mehrere Verbraucheranschlüsse verschiedener Dreistellungssteuerventile zugleich
an die gemeinsame Hydraulikpumpe P angeschlossen sind, sorgt außerdem die Hilfsdrosselblende
für eine auf einen unschädlichen Wert erniedrigte Kopplung der verschiedenen gesteuerten
Verbraucheranschlüsse über die parallelgeschalteten Hilfssteuerleitungen 64.
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Das Haupt-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil V sorgt dafür, daß der
überhaupt in der Steuerschiebervorrichtung entstehende Druck der Hydraulikpumpe
einen einstellbaren oder fest eingestellten bestimmten. Wert, z. B. typischerweise
von 200 atü, nicht überschreiten kann. Das Haupt-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil
ist an die Steuerkammer 48 der Druckwaage angeschlossen und sorgt dafür,
daß überschüssiges Druckmittel unter Ausnutzung der
Regelung der
Druckwaage in den Rücklauf zurückfließt.
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An einen Verbraucheranschluß des Dreistellungssteuerventils
18 ist ferner noch ein Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil U angeschlossen,
das den maximalen Druck an der zugehörigen Verbraucherleitung auf einen kleineren
Wert als den durch das Haup&Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil V möglichen Maximaldruck
der ganzen Steuerschiebervorrichtung beschränkt. Auch das Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil
übt seine Druckbegrenzungsfunktion in Zusammenhang mit der Regelwirkung der Druckwaage
aus, da es bei Anschluß des Dreistellungssteuerventils 18 über den zweiten Hilfssteuerkanal
66 den in der Steuerkammer 48 der Druckwaage möglichen Maximaldruck auf den
niedrigeren Maximaldruck des Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventils U beschränkt.
Das überschüssige Vorsteueröl fließt (ebenso wie bei der Druckwaage aus der Steuerkammer
48) über einen Hilfsrücklauf R' ab.
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Derartige Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventile können bei Bedarf
an jedem beliebigen Verbraucheranschluß der Steuerschiebervorrichtung von außen
einstellbar oderfest eingestellt vorgesehen sein.
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Den F i g. 3 bis 9 ist die konstruktive Ausbildung der im Zusammenhang
mit den F i g. 1 und 2 prinzipiell erörterten Teile, Anschlüsse und Verbindungen
zu entnehmen. Gleiche derartige Elemente sind dabei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet,
so daß eine erneute Beschreibung dieser Elemente entbehrlich erscheint und im folgenden
nur auf wesentliche konstruktive Besonderheiten hingewiesen werden soll.
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Gemäß den Fig.5 und 7 ist der im Steuerschiebers zur Verbindung des
Pumpenanschlusses P mit einem der Verbraucheranschlüsse A -E dienende Hauptsteuerkanal
in Form von mehreren Bohrungen 100 ausgebildet, die mit gegenseitigem Abstand
angeordnet sind. Man kann gemäß F i g. 5 z. B. vier Bohrungen annähernd gleich großen
Durchmessers verwenden. Die Bohrungen können jedoch auch gemäß F i g. 7 stark unterschiedlichen
Durchmesser haben.
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An den Mündungen der Bohrungen 100 am Umfang des Steuerschiebers
S sind in dessen Körper Druckentlastungstaschen 102 ausgespart, die über die Bohrungen
100 miteinander in Verbindung stehen.
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Weitere Druckentlastungstaschen 104 sind im Körper des Ventilgehäuses
gegenüber den jeweiligen Verbraucheranschlüssen ausgebildet (F i g. 4, 7 und 9)
und stehen mit entsprechenden Taschen 106 des Ventilgehäuses unmittelbar am Verbraucheranschluß
(F i g. 9) über Umfangsnuten 108 des Schiebers S in Verbindung.
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Die mit den Verbraucheranschlüssen zuerst in Verbindung tretenden
Kanten des Steuerschiebers S sind bei 110 angeschliffen, um einen allmählichen öffnungsvorgang
des Dreistellungssteuerventils zu erreichen.
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Die Anschlüsse der zur Steuerkammer 48 der Druckwaage 10 führenden
Hilfssteuerleitung 64 sowie beide Anschlüsse der ersten Hilfssteuerleitung
54 liegen im wesentlichen in derselben Ebene durch den Pumpenanschluß P (F i g.
8), und zwar in quer von den Druckentlastungstaschen 102 vorgesehenen Dichtflächen
111 des Ventilgehäuses, die mit entsprechenden Dichtflächen 113 am Steuerschieber
zusammenwirken.
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Die beiden Anschlüsse 54 werden durch eine den ersten Hilfssteuerkanal
bildende Durchgangsbohrung 56 des Steuerschiebers S miteinander verbunden. Die Durchgangsbohrung
mündet beidseitig in den Dichtflächen 113. Im Falle eines Dreistellungssteuerventils
mit nur einem Verbraucheranschluß (F i g. 6) ist am Umfang des Steuerschiebers eine
an die Bohrung 56 anschließende Längsnut 112 vorgesehen, die auch in der Stellung
des Steuerschiebers S, in der der Verbraucheranschluß A mit dem Rücklauf R verbunden
ist (F i g. 6; nach oben verschobene Stellung des Schiebers S; der Rücklauf R ist
in der gezeichneten Stellung verdeckt), eine Verbindung der ersten Hilfssteuerleitung
54 über den ersten Hilfssteuerkanal 56 herstellt.
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Der zweite Hilfssteuerkanal 66 ist eine Längsnut am Umfang des Steuerschiebers
S, die als sichelförmige Einfräsung ausgebildet ist. Diametral gegenüber auf der
anderen Seite des Schieberumfanges ist eine weitere sichelförmige Längsnut
114 ausgespart (F i g. 8), die durch eine weitere Bohrung 116 im Steuerschieber
(F i g. 5 und 8) mit der den zweiten Hilfssteuerkanal bildenden Längsnut 66 verbunden
ist und mit dieser zur Druckentlastung des Schieberumfanges zusammenwirkt. Die Bohrungen
56 und 116 kreuzen sich im Raum (F i g. 5 und 8). Da durch diese Kreuzung
gemäß F i g. 8 die Hilfssteueranschlüsse 54 gegeneinander versetzt sind, werden
sie in der jeweiligen Distanzscheibe 12 a oder 12 b durch ein Langloch 118 bei miteinander
verblockten Ventilgehäusen miteinander verbunden (F i g. 3). Am Rande der Anschlüsse
sind Dichtringe 120 vorgesehen.
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Bei der Betrachtung der F i g. 5 und 7 ist zu beachten, daß die Kanäle
54 und 56 in die Zeichenebene geklappt dargestellt sind.
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Die Hilfssteuerabzweigung 68 des Verbraucheranschlusses (D
in F i g. 9) ist über zwei unter einem Winkel von 90° gegenüber der Achse des Verbraucheranschlusses
verlaufende parallele Stichkanäle 122 und 124 und einen diese verbindenden, parallel
zur Achse des Verbraucheranschlusses verlaufenden dritten Stichkanal 126 geführt.
Im Stichkanal 126 ist die Hilfsdrosselblende 74 eingebaut. Sie kann von der
im Ventilgehäuse nach außen führenden Verlängerung 128 des dritten Stichkanals aus
eingesetzt und gegebenenfalls auch ausgewechselt werden. In dieser Verlängerung
128 ist auch das sonst üblich ausgebildete Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil
U bei Bedarf eingebaut, welches bei Abheben seines von der Feder 130 vorgespannten
Ventilkörpers 132 vom Ventilsitz 134, der mit der Hilfsdrosselblende 74 im Ausführungsbeispiel
aus einem Stück besteht, das einem überhöhten Vorsteuerdruck entsprechende Drucköl
in den Hilfsrücklauf R' abläßt.
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In F i g. 9 ist ferner eine Schulter 136 des Ventilgehäuses zu erkennen,
gegen die vom Verbraucheranschluß D aus eine lose Drosselscheibe 72 gelegt werden
kann, welche den maximalen Mengendurchfluß in den Verbraucheranschluß D begrenzt
und mittels eines nicht dargestellten O-förmigen Dichtringes und eines in das Gewinde
138 des Ventilgehäuses einschraubbaren Leitungsverbinderstücks eingespannt
werden kann. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Hilfssteuerabzweigung
68 durch die eingesetzte Drosselscheibe und ihre Verspannung nicht gestört zu werden
braucht, da die Hilfssteuerabzweigung 68 rechtwinklig in den Verbraucheranschluß
mündet und die erforderliche Durchgangsöffnung leicht ausgespart werden kann.
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Das am Pumpenanschluß P angeordnete Rückschlagventil
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ist -gemäß F i g. 8 in einem Einsatzstück 140 zusammengefaßt, welches die
zur Mündung des Pumpenanschlusses am Steuerschieber S im Ventilgehäuse vorgesehene
Bohrung 142 abschließt und beidseitig an den quer dazu verlaufenden Pumpenanschlußkanal
144 anschließt. Das Einsatzstück 140 ist in das Ventilgehäuse eingepreßt
und in ihm bei 146 verstemmt.
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Das Rückschlagventil ist als flaches Tellerventil ausgebildet, dessen
Teller 150 von einer Zugfeder 152 gegen den Ventilsitz 154 gespannt ist. Die Zugfeder
ragt durch die Verlängerung 156 des Pumpenanschlußkanals 144 und ist an einer Welle
158 eingehängt, die quer durch das Einsatzstück 140 verläuft (F i g. 6).
Der Querschnitt der Verlängerung 156 ist gegenüber dem Querschnitt des Pumpenanschlußkanals
144 vergrößert.
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Bei geöffnetem Tellerventil schlägt der Rand 160 seines Tellers 150
an einem Absatz 162 an. Der Rand des Tellerventils ist mit nicht dargestellten,
regelmäßig über den Tellerumfang verteilten Aussparungen versehen, durch welche
der Durchfluß bei geöffnetem Rückschlagventil erfolgen kann.
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Abschließend sei noch einmal F i g. 2 betrachtet. Wenn die mengengeregelte
Steuerschiebervorrichtung gemäß F i g. 1 aus einem einzigen Ventilblock besteht,
ist in der Abschlußplatte 20 der geschlossen oder offen wählbare Anschluß
170 des ersten Hilfssteuerkanals 54 zum Rücklauf R geöffnet. Man kann jedoch
auch den Anschluß 170 schließen und statt dessen über die Fernsteueranschlüsse 172
und 184 der ersten und der zweiten Hilfssteuerleitung 54 bzw. 64 weitere Töchtervorrichtungen
der Steuerschiebervorrichtung sinngemäß anschließen, bei denen die Mengenregelung
des Durchflusses mit durch die Druckwaage 10 der dann als Muttervorrichtung
dienenden mengengeregelten Steuerschiebervorrichtung gemäß F i g. 1 erfolgen kann.