DE1750358A1

DE1750358A1 - Elektrohydraulische Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE1750358A1
Application number: DE19681750358
Authority: DE
Inventors: Manfred Kraemer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1968-04-24
Filing date: 1968-04-24
Publication date: 1971-02-11
Also published as: US3556154A; DE1750358C3; FR1597888A; GB1231935A; DE1750358B2

Description

R. 9130 My/Sf
I8.4.I968

Anlage zur Patent- und
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart W-, Breitscheidstraße Elektrohydraulische Steuereinrichtung

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Steuereinrichtung mit einem Steuerschieber mit doppeltwirkender Rückholeinrichtung, der in einer Neutralstellung mindestens eine Verbraucherleitung absperrt und diese in zwei Arbeitsstellungen abwechselnd mit einem Zulauf oder einem Rücklauf verbindet, und der einen durch Elektromagnetventile gesteuerten Druckmittelantrieb hat.

Aus der DPS 1.188,398 ist eine elektrohydraulische Steuereinrichtung bekannt, bei welcher der Steuerschieber eines V3-Wegeventils vom zu steuernden Druckmittel angetrieben wird. Zu diesem Zweck weist der hohle Steuerschieber einen Antriebskolben auf, dessen beide, ständig vom Druckmittel beaufschlagte Seiten über einen elektromagnetisch betätigten, im Steuerschieber angeordneten Hilfsschieber abwechselnd vom

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Druckmittel entlastbar sind. Diese Bauart der Steuerschieberbetätigung benötigt einen teueren, doppeltwirkenden Magnetantrieb, dessen Hübe in Größe und Richtung der Steuerschieberauslenkung entsprechen. Auch sonst ist diese Bauart mit zwei Hohlschiebern relativ aufwendig.

Aus der US-Patentschrift 5.129.645 ist eine elektrohydraulische Steuereinrichtung bekannt, mit der sowohl die Richtung als auch die Geschwindigkeit eines Verbrauchers ferngesteuert werden können. Dabei wird der Schieber eines 4-Wegeventils, der neben einer Mittel- und zwei Endstellungen auch Zwischenstellungen einnehmen kann, von zwei elektromagnetisch betätigten Pilotventilen vorgesteuert. Jedes Pilotventil steuert fünf Wege und kann zwei Stellungen einnehmen. Außerdem sind Drosseln, Rückschlagventile sowie eine bestimmte Anordnung beider Pilotventile zueinander erforderlich. Diese bekannte Steuereinrichtung ermöglicht die Steuerung von Richtung und Geschwindigkeit eines Verbrauchers nur mit großem Aufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine äußerst einfache elektrohydraulische Steuereinrichtung zu schaffen, mit der die Richtung und die Geschwindigkeit eines Verbrauchers ferngesteuert werden können.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß derSteuerschieber einen an sich bekannten Differentialkolben aufweist, dessen kleiner Fläche ein Raum zugeordnet 1st, der einerseits mit einem Zulauf und andererseits über ein erstes, elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil mit einem der großen Fläche zugeordnetem Raum Verbindung hat, der seinerseits über ein zweites, elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil mit dem Rücklauf verbunden ist.

Eine derartige Steuerung baut im Verhältnis zu vergleichbaren Steuerungen wesentlich einfacher. Sie läßt sich mit zwei gleichen, elektromagnetisch betätigten 2/2-Wegeventilen verwirklichen und ermöglicht eine einfache Kanal- bzw. Leitungsführung. Mit der erfindungsgemäßen Bauart ist es somit möglich, besonders leichte Steuereinrichtungen zu schaffen, die sich vorteilhaft an bewegten Teilen anordnen lassen.

Auf einfache Weise läßt sich die Steuereinrichtung bei Ausfall der elektrischen Anlage den gewünschten Erfordernissen anpassen. So kann einmal erreicht werden, daß

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der Steuerschieber bei Stromausfall seine Neutrallage einnimmt und dabei den Verbraucher hydraulisch blockiert, oder der Steuerschieber selbst kann durch die Vorsteuerventile in seiner Jeweiligen Lage festgehalten werden, wodurch der augenblickliche Dewegungszustand des Verbrauchers beibehalten wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Uhteransprüchen zu entnehmen.

Ein AusfUhrungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in . gm

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit einer ersten Stellung der Vorsteuerventile, teilweise schematisch;

Fig. 2 eine zweite Stelling der Vorsteuerventile, in welcher sieh ein Steuerschieber in der einen Richtung bewegt;

Fig. 3 eine dritte Stellung der Vorsteuerventile, in welcher der Steuerschieber hydraulisch blockiert ist;

Fig. 4 eine vierte Stellung der Vorsteuerventile, in welcher sich der Steuerschieber in der anderen Richtung bewegt.

Die elektrohydraulische Steuereinrichtung in Fig. 1 weist ein Gehäuse 10 auf mit einem Zulauf 11 für eine von einer Pumpe 12 kommende Leitung 13, einen Rücklauf sowie zwei Kanäle 15 und 16, die mit einem Verbraucher 17 in Verbindung stehen, der einen doppeltwirkenden Kolben 17' hat.

Im Gehäuse 10 1st eine durchgehende Schieberbohrung 18 angeordnet, in der ein Steuerschieber 19 dicht und gleitend geführt ist. Die Schieberbohrung 18 weist als Erweiterungen sieben Kammern 21,22,23,24,25» 26 und 27 auf, von denen die mittlere Kammer 24 mit dem Zulauf 11 verbunden ist. Die Kammern 23 und 25 beiderseits der Zulauf kammer 24 haben Verbindung mit den Kanälen 15 und 16 zum Verbraucher 17, während die weiter nach außen angrenzenden Kammern 22 und 26 als Rücklaufkammern dienen.

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Den Steuerschieber 19 unterteilen zwei Ringnuten 28 und 29 in drei Schieberabschnitte 31»32 und 33» die in einer Neutralstellung des Steuerschiebers 19 - wie es Fig. 1 zeigt - die Kammern 22,23,24,25 und 26 gegeneinander abdichten. An einem in die Kammer 21 ragenden Ende des Steuerschiebers 19 ist eine an sich bekannte, doppeltwirkende Rückholeinrichtung 34 angeordnet, während am anderen, in die Kammer 27 ragenden Ende ein Differentialkolben 36 ausgebildet ist. Der Differentialkolben unterteilt die Kammer 27 in einen Raum 37 auf der Seite der kleinen Kolbenfläche und einen Raum 39 auf der Seite der großen Kolbenfläche 41.

Ein Kanal 42 verbindet den Raum 37 über eine Drossel 43 mit dem Zulauf U; der Raum 39 steht über einen Kanal 44, in den ein elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil 45 geschaltet ist, mit dem Rücklauf 14 in Verbindung. Ein anderer Kanal 46, in den ein gleiches elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil 47 geschaltet ist, verbindet beide Räume 37 und 39 miteinander.

Jedes 2/2-Wegeventil 45,47 gibt im stromlosen Zustand seines Magnets einen Durchfluß frei, wobei es durch die Kraft einer Feder 48,49 verstellt wird, während es bei betätigtem Magnet den Durchfluß sperrt. Jedes 2/2-Wegeventil 45,47 kann durch einen ihm zugeordneten Schalter 50,51 unabhängig vom anderen betätigt werden.

Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung sei anhand der Figuren 1 bis 4 erläutert:

Bei der in Fig. 1 gezeigten Stellung der 2/2-Wegeventile 45 und 47 sind deren Magnete stromlos; die 2/2-Wegeventile werden durch ihre Federn in ihren offenen Stellungen gehalten . Der Steuerschieber 19 ist daher hydraulisch freigängig und wird durch die doppeltwirkende Rückholeinrichtung 34 in seiner Neutralstellung zentriert, in der beide Verbraucherkammern 23 und 25 gegen die Zulaufkammer 24 und die Rucklaufkammern 22 und 26 abgedichtet sind.

Wird nun - wie es Fig. 2 zeigt - das 2/2-Wegeventil 45 elektromagnetisch betätigt und dadurch die Verbindung vom Raum 39 zum Rücklauf 14 über Kanal 44 unterbrochen, so strömt Druckmittel vom Zulauf 11 über die Drossel 43 In die Räume 37 und 39 beiderseits des Differentialkolbens 36, und der Steuerschieber 19 bewegt sich nach links entgegen der Federkraft der Rückholeinrichtung 34. Dabei steuern die Schieberab-

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schnitte 31 und 32 Verbindungen von d?r Zulaufkammer 24 zur Verbraucherkammer 25 bzw. von der Verbraucherkammer 23 zur Rücklaufkammer 22 auf. Der Druckmittelstrom zum und vom Verbraucher bewirkt eine sich -beschleunigende Linksbewegung seines Kolbens 17'.

Hat der Kolben 17*die gewünschte Geschwindigkeit erreicht und soll diese beibehalten werden, so wird zusätzlich das 2/2-Wegeventil 47 elektromagnetisch betätigt, wie es Fig. 3 zeigt. Damit ist der Raum 39 durch beide Wegeventile 45 und 47 abgeschlossen und der Steuerschieber 19 somit hydraulisch blockiert. Der Kolben des Verbrauchers „bewegt sich also mit gleichmäßiger Geschwindigkeit nach links.

Soll nun der Kolben des Verbrauchers in seiner augenblicklichen Stellung festgehalten werden, so schaltet man für beide Wegeventile 45 und 47 den Strom ab. Dabei nehmen die Wegeventile 45 und 47 die in Fig. 1 gezeigten Stellungen ein, wodurch der Steuerschieber 19 infolge seiner Rückholeinrichtung 34 in seine Neutralstellung zurückgeht und somit den Kolben 17' hydraulisch blockiert.

Eine anschließende Rechtsbewegung des Kolbens 17' wird durch elektromagnetische Betätigung des Wegeventils 47 - wie es Fig. 4 zeigt - erreicht, wodurch Druckmittel vom Zulauf 11 nur in den Raum 37 strömt. Auch hierbei kann eine beschleunigte Rechtsbewegung des Kolbens 17* in der oben beschriebenen Weise in eine gleichmäßige Bewegung umgewandelt werden.

Obige Erläuterungen machen deutlich, daß es mit vorliegender Steuereinrichtung möglich ist, den Kolben eines Verbrauchers ferngesteuert mit gleichmäßiger, beschleunigter oder verzögerter Geschwindigkeit zu bewegen und ihn zu arretieren. Vorteilhaft werden dabei am Steuerschieber entsprechende Feinsteuerfasen vorgesehen.

Für die Funktion der 2/2-Wegeventile 45 und 47 eignen sich besonders gut marktgängige Sitzventile wegen ihrer Einfachheit und ihrer größeren Dichtheit gegenüber Schieberventilen. Es ist auch möglich, anstelle der Drossel 43 ein Strombegrenzungsventil anzuordnen. Die für einen doppeltwirkenden Verbraucher beschriebene Steuereinrichtung kann in entsprechender Weise auch für einfachwirkende Verbraucher verwendet werden.

Während die gezeigte Steuereinrichtung bei Ausfall des Stromes den Verbraucher

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blockiert und sich dadurch als Sicherheitsschaltung eignet, Kann den Erfordernissen entsprechend auch die in Fig. 3 gezeigte Stellung der 2/2-Magnetventile der Neutralstel'lung des Steuerschiebers zugeordnet werden.

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Claims

Robert Bosch GmbH R. 9130 My/Sf Stuttgart Ansprüche:

1. Elektrohydraulisch^ Steuereinrichtung mit einem Steuerschieber mit doppeltwirkender Ri:ckholeinrichtung, der in einer Neutralstellung mindestens eine Verbraucherleitung nVsperrt und diese in zwei Arbeitsstellungen abwechselnd mit einem Zulauf oder einem Rücklauf verbindet, und der einen durch Elektromagnetventile gesteuerten Druckmittelantrieb hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (19) einen an sich bekannten Differentialkolben (36) aufweist, dessen kleiner Fläche (59) ein Raum (37) zugeordnet ist, der einerseits mit einem Zulauf (11) und andererseits über ein erstes, elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil (47) mit einem der proßen Fläche (41) zugeordnetem Raum (39) Verbindung hat, der seinerseits über ein zweites, elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil (45) mit dem Rücklauf verbunden ist.

Klektrohydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vom Zulauf (11) zum Raum (37) verlaufenden Kanal (42) eine Drosselstelle angeordnet ist.

3· Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet. daß der Differentialkolben (36) und die doppeltwirkende Rückholeinrichtung (34) Jeweils an einem Ende des Steuerschiebers (19) angeordnet sind.

4. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetventile (45,47) bei abgeschaltetem Strom Jeweils einen Durchfluß freigeben.

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L e e r s e i t e