DE1798425A1 - Mengengeregelte steuerschiebervorrichtung mit mehreren dreistellungssteuerventilen - Google Patents

Description

DIPL.-CHEM. DR. ELISABETH JUNG . * β MUNCUtN 23,

DIPL-CHEM. DR. VOLKER VOSSIUS """' ' iiSOVSÄS""

DIPL..PHYS. DR. JÜRGEN SCHIRDEWAHN ««OBAMM^ORWUwilLVOTiWNCMN

PATENTANWÄLTE

P 17 98 425.7-52 · 2 f.

u.Z.: lA-558 - h3/6 (Dr.S/Kl.)

Heilmeier & Weinlein Fabrik für Oel-Hydraulik,
8ooo München 8o, Neumarkter Straße 26

"Mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung mit mehreren Dreistellungssteuerventilen"

Die Erfindung bezieht sich auf eine mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung, die zur mengengeregelten Steuerung des Zuflusses eines hydraulischen Mediums in mehrere hydraulische Verbraucherleitungen dient und eine hydraulische Druckwaage und mehrere
Dreistellungssteuerventile aufweist, die jeweils in Schieberbauart mit Druckpumpenanschluß, Rücklaufanschluß und einem oder
zwei Verbraucheranschlüssen ausgebildet sind und deren zwischen
Pumpenanschlu.3 und jev/eiligem Verbraucheranschluß liegenden
Steuerkanten jeweils eine Regelblende bilden, derart Druckgefälle unabhängig vor.i absoluten Druck von der Druckwaage iuf ?inen konstanten Sollwert geregelt'wird«.

Dis MeIUi"s des hydraulischen Mediums, die pr ".· ?·;· *:;.■.::;?■-■ [t durch

309309/030

BAD ORIGINAL

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 Blonde können die Steuerkanten eines in der Leitung angeordneten Steuerventils in Schieberbauart dienen, welche die Verbinduno 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 Drucke am Verbraucheranschluß und am Pumpenanschluß verschieden voneinander variieren, variiert damit auch das Druckgefälle und also auch bei gegebenem Durchlaßquerschnitt der Mengendurchsatz.

Es besteht daher bei hydraulischen Steuerungen, die zum Verbinden einer Druckpumpenleitung mit einer VerbrauCheranschluBleitung oder insbesondere mehreren Verbraucheranschlußleitunaen einen oder mehrere Steuerventile in Schieberbauart verwenden, das Be- * dürfnis, unabhängig von den absoluten Drucken an den einzelnen Pumpenanschlüsssn 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 Durchflußmsnge des hydraulischen.Mediums nur noch vom Durchlaßquerschnitt des Steuerventils abhängig zu machen,

Εί ist bekannt, zur Regelung des Druckabfalls an der von den

309809/0303

BAD ORIGINAL __{Λ Λ}.«

Steuerkanten eines DreistellunqKsteuervontils in Schieberbaunrt zwischen Pumpenanschluß und jeweiliqcm Verbrnuchernnschluß qobildeten Blende eine hydraulische Druckv/anqe zu verwenden, deren Bezuqskammer reit dem Putnpenannchluß dos Dreistellunasstcuerventils und deren Steuerkammer über eine Hilf sriteuerloitung mit eiern jev.'eiligcn Verbraucheranschluß des Dreistellunqr>steuerventils verbunden ist (vgl. z.B. US-PS 2 5o3 87o). In fast allen praktischen Anwendungsfallen ist die Druckdifferenz zwischen Steuerkamwer und Bezuqskammer der Druckwaage und damit auch zwischen Pumpenanschluß und Verbraucheranschluß des von der Druckwaaqe mengengcregelten Dreistellungssteuerventils fest eingestellt, wobei ein typischer Wert für die Druckdifferenz 5 atü ist. Die Druckwaage bewirkt eine sogenannte Dreiweqereaelung, indem sie dan in ihrer mit dem Pumpenanschluß des Dreistellungssteuerventils verbundenen Bezugskammer überschüssige hydraulische Medium, das den absoluten Druck in der Bezunskammer über den Wert ansteigen lassen würde, der durch die eingestellte Druckdifferenz der Druckwaage relativ zum zugeordneten Verbraucheranschluß vorgegeben ist, in den als dritten Reaelwcg an die Druckwaage angeschlossenen Pumpenrücklauf abfließen lMßt. Der erste und zweite Kegelweg sind durch die mit dem Pumpenanschluß verbundene Bezuqnkammer der Druckwaaqe und deren mit dem jeweiligen Verbraucheranschluß verbundenen il\-feuerkammer bestimmt.

I.'ine mongenqcrcKH-'lte Bteuornchiobervorrichtunginuf die sich die Erfindung bo/.icht , v/njr;t die Druokvmnm; und mehrere Drei ntellunqnfitr.MKirventi If nni , dio in dor bnr.chri nbe-nen Krac J 'u:lial t.unq so τ A t ri iian'lf-r "T'rbutiiicn r,in«l, daß Hir> iJurfhl 1 hC.iihmhh¹ jodfn Drei-

3 0 9 8 0 9 / 0 3 Π ') BAD ORIGINAL

Dreistellunqsstcuerventils allein durch dessen Durchlaßquerschnitt bzw. dessen Stouerschieberstellunq und nicht mehr von den jeweils am Pumpenanschluß und Verbraucherannchluß auftretenden absoluten Drucken abhängt. Die Dreistellunqssteuerventile haben außer ihrem Purnpenanschluß und ihrem Rücklaufanschluß einen oder zwei Verbraucheranschlüsso, je nachdem,, ob beispielweise ein einfachwirkender - oder ein doppeltwirkender hydraulischer Arbeitszylinder als Verbraucher dient.

Es ist üblich, daß der Steuerschieber des Dreistellunqssteuerventils einen in der Hittelstellung offenen und sonst geschlossenen Ililfsdurchlaßkanal aufweist, von dessen beiden im Ventilgehäuse zugeordneten Hilfssteueranschlüssen der eine zur Steuerkawiner der Druckwaage und der andere zum Rücklauf der Hydraulikpumpe führt, und daß mindestens ein Verbraucheranschluß des Dreistellungssteuerventils eine Hilfssteuerabzweigunq aufweist, die eine ge-

309809/0303

BAD ORIGINAL

wisse Strecke nach Einsetzen dei Steuerschieberbewequng unter deren Selbststeuerung bereits vor dem öffnen den Verbraucheran-Bchlusses mit der Steuerkammer der Druckwaage verbunden v/ird.

Hilfnsteuerabzv/eigungen mehrerer VerbraucheranschJ,ünse der mengengeregelten Ventilschicbervorrichtung v/erden in Parallelschaltung zur Steuerkammer der Druckwaage geführt. Außerdem werden die den Hilfsdurchlaßkanälen zugeordneten Hilfssteueranschlü.sse zwischen der Steuerkammer der Druckwaage und dem Rücklauf der Hydraulikpumpe hintereinandergeschaltet.

Es ist ferner üblich, eine mengengeregelte Steuerschiebervoi.richtung mit einer Druckwaage und mehreren Dreistellungssteuervenilen so auszubilden, daß einzelne Ventilgehäuse der Druckwaage und der Dreistellungsstcuerventile sandwichartig miteinander verblockt sind.

Bei einer der Anmelderin bekannt gewordenen mengengeregelten Steuerschiebervorrichtung der genannten Art ist der ernte Hilfssteuerkanal jede3 Drei3tellungssteuerventils in einer Verlängerung von dessen Steuerschieber als durchlassende Umfangekerbe angeordnet. Pumpenanschluß und Verbraucheranschluß v/erden ebenfalls durch einen Ringkanal am Steuerschieber gesteuert.

309809/0303

BAD ORIGINAL

■*■

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, je nach den Erforderniesen die MaximaldrtTcke der einzelnen Verbraucheranschlüsse gesondert einstellen zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß an die Steuerkammer der Drückwaage ein Haupt^-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil und an mindestens einer Hilfssteueräbzweigung eines Verbraucheranschlusses mindestens eines Dreistellungssteuerventils ein auf einen geringeren Druckbegrenzungswert einstellbares Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventll angeschlossen sind.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung legt das Haupt-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil der Druckwaage den maximal möglichen Regeldruck fest und laßt bei höheren Drucken das überschüssige hydraulische Medium zum Rücklauf abfließen und wirkt so in Kombination mit der Druckwaage zugleich als Hauptsicherheitsventil. Die zusätzliche Einstellfunktion der erfindungsgemäßen Anordnung kann ohne Erhöhung der Dimension des Ventilgehäuses leicht vorgenommen werden.

Vorzugsweise ist nach der Erfindung eine Hilfsdrosselblende vorgesehen, die gemäß Anspruch 2 bei einer speziellen Bauart der Ventilschiebervorrichtung die im Kennzeichen genannten drei Funktionen zugleich ausübt.

309809/0303

BAD ORIGINAL

Die Betätigung der einzelnen Steuerschieber dor Dreistollungssteuerventile der Steuerschiebervorrichtimg gemciß der Erfindung ist nicht Gegenstand der Erfindung und kann in beliebiger bekannter Weise von Hand, mechanisch, ;:.D. durch Kocke-n, hydraulisch bzv/. pneumatisch oder elektrisch ^rfolgen.

Mit der Betonung der Merkmale, für die ausdrücklich Schutz beansprucht v/ird, wird in keiner Weise auf vollen Schutz der übrigen offenbarten Merkmale verzichtet."

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schemati:seher Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Steuerschi obervorrichtung mit mehreren Dreictellungssteuerventilen in teilv/eise auseinander— gezogener Darstellung;

Fig. 2 ein Schaltschema der Stcuerschiobervorrichtung gemäß Fig. X;

Fig. 3 einen Quersc'^.i^t durch die Druckv/aage und ein angeblocktes DreistcllungsKteuerventil quer zur Längsachse von denken Steuerschielier gemilß der Linie C-C j η rig. 4 oder Fig. 6; der Schnitt durch das Dreistel lungj»-

309809/0303 BADORfGlNAt

steuerventil ist in Fig. 8 noch einmal herausgezeichnet und dort näher erläutert;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch das mit zwei Verbraucheranschlüssen versehene Dreistellungssteuerventil von Fig. 1 nach der Linie Λ-Α von Fig. 5 durch die beiden Verbraucheranschlüsse und den Pumpenanschluß;

Fig. 5 einen v/eiteren Längsschnitt durch das Dreistellungssteuerventil gemäß Fig. 4 "in einer zu dessen" Zeichnungsebene rechtwinkligen Ebene nach der Linie B-D von Fig. 4;

• Fig. 6 eine der Fig. 4 entsprechende Schnittzeichnung des Dreistellungssteuerventils mit nur einem Verbraucheranschluß gemäß Fig. 1 nach der Linie A-A von Fig. 7;

Fig. 7 einen der Fig. 5 entsprechenden Längsschnitt durch das Dreistellungsteuerventil gemäß Fig. 6 nach der Linie D-B von Fig. 6;

Fig. 8 einen im Zusammenhang mit Fig. 3 erläuterten Querschnitt nach der Linie C-C von Fig. 4 oder von Fig. 6; und

Fig. 9 einen in einer Parallelebene zu Fig. 8 geführten
Schnitt nach der Linie D-D der Fig.· 4 oder 6 bei einem Dreistellungssteuerventil gemäß Fig. 1 mit eingebautem Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil.

Fig. 1 zeigt eine mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung in sandwichartig verblockter Bauweise, bei der ein
eine hydraulische Druckwaage enthaltender Gehäuseblock Io jeweils über scheibenförmige Distanzverbindungstücke 12a bzw. 12b

309809/0303

BAD*'OFÜ£llNÄL

- t -J

mit drei verschiedenartig ausgebildeten Dreistellungssteuerveritilen 14, 16 und 18 und einer Abscblußplatte 2o verblockt ist. Die Ausbildungs- und Anschlußweiße der Druckwaage, der Dreistellungsteuerventile und der Abschlußplatte sind in Fig. 2 eingezeichnet, in der jedem dieser Teile ein Blockschaltbild zugeordnet ist.

Die konstruktive Ausbildung der Druckwaage Io ist der Fig. 3 zu entnehmen. Das Dreistellungssteuerventil 14 besitzt nur einen einzigen Verbraucheranschluß A auf der in Fig. 1 der Blickrichtung abgewandten Seite. Die konstruktiven Details dieses Dreistel- V lungssteuerventils sind den Fig.4, 5 \md 8 zu entnehmen. Das Dreistellungsteuerventil 16 besitzt zwei Verbraucheranschlüsse B und C beispielsweise zum Anschluß eines doppelt wirkenden hydraulischen Arbeitszylinders und ist mit ^inen konstruktiven Details in den Fig. 6 und 7 und ebenfalls in Fig. 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-Druckbegrenzunys-Vorsteuerventil ü auf. Dessen konstruktiver Einbau ist Ut;r Fig. 9 zu entnehmen. Es ist möglich, an jedem beliebigen Verbraucheranschluß ein nachstellbares oder fest eingestelltes derartiges m Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil vorzusehen; auch können anders kombinierte Dreistellungssteuerventile vorgesehen sein Bei dem Ausführungsbeispiel wurde die Auswahl lediglich zur Darstellung typischer Varianten getroffen.

Aus Fig. 1 erkennt man, daß das Dreistellungssteuerventil 14 und die beiden Dreistellungssteuerventile 16 und 18 zv/ei verschieden groii dimensionierte Gruppen bilden und über ein plattenförmiges

303809/0303

BAD ORIGINAL

- Io -

zusätzliches Distanz-Reduzierstück 22 miteinander verblockt sind. Die Verbindungsstücke 12a und 12b haben dementsprechend auch verschiedene Dimensionen. ■

Die Pumpen- und Rücklaufanschlüsse sind mit P und R bezeichnet, Zur Betätigung der aus den Fig. 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 Io sind ferner ein Manometeranschluß Γ1 und ein Haupt-Druckbegrenzungs-Vorsteuerv'entil V vorgesehen, das zusammen mit dem Rege !mechanisms der w Druckwaage Io als Sicherheitsventil für die ganze Steuetschiebervorrichtung 1 dient. Mit den Federn F in Fig. 2 ist angedeutet, daß der Hebelmechanismus H -so wirkt, daß eine selbsttätige Rückstellung des jeweiligen Steudrschiebers S in die als Normalstellung dienende Mittelstellung gemäß den mittleren Schaltungsabschnitten der Dreistellungssteuerventile 14, 16 und 18 in Fig. 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.

Die Verblockung der Gehäuseblöcke der Druckwaage Io mit ^ den Dreistellungsteuerventilen 14, 16 und 18 und der Abschlußplatte 2o erfolgt über Zugstangen 24, deren Enden einerseits in mit Gewinden versehene Sacklöcher 26 (Fig. 3) eingreifen und andererseits durch Gegenspannmuttern 28 verspannt werden. Die Zugstangen 24 greifen durch Bohrungen 3o der Ventilgehäuse der einzelnen Dreistellungssteuerventil<3 14, 16 und 18 und der Abschlußplatte 2o hindurch (Fig. 3, 4, 6 bis 8).

Die Führung der Anschlüsse in dem Mengenregelventil 1 und ihre gegenseitige Verbindung läßt sich aus dem Schaltschema der Fig. 2 entnehmen.

309809/0303

BAD ORIGINAL

In der Druckwaage Io steht der Pumpemanschluß P mit einer Bezugskammer 4o in Verbindung, wie es durch den mit derselben Bezugsziffer bezeichneten Strömungspfeil in Fig. 1 dargestellt ist (Eiche auch Fig. 3) . Die Bezugskaminer 4o wird von einem Kolben 42 (Fig. 3) abgeschlossen, der in einer Kolbenbohrung 4 4 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 5o angeschlossen. Diese Hilfssteuerleitung gabelt sich bei 52 in eine hintereinander geschaltete Hilfssteuerleitung 54, welche über in der Hittelstellung jedes Dreistellungssteuerventils offene und sonst ge- φ schlossene erste Hilfssteuerkanäle 56 der Steuerschieber S zum Pumpenrücklauf P führt, und eine zweitellilfssteuerleitung 64, die in Parallelschaltung durch zweite Hilfssteuerkanäle 66 der einzelnen Steuerschieber S ^zu Hilfssteuerabzweigungen 68 der Verbraucheranschlüsse A-E der einzelnen Dreistellungssteuerventile führt.

Die Anschlüsse der Druckwaage und der drei Dreistellungssteuerventile an die Hydraulikpumpe P und an den Pumpenrücklauf R sov/ie die Verbraucheranschlußleitungen Λ -E sind mit dick durchgozogonori Linien in Fig. 2 dargestellt und brauchen nicht näher erläutert zu werden. Dementsprechend sind auch die ^ llauptstGuerkaniile in dan Ventilschiebern dick durchgezogen ge- ™ zeichnet und mit Pfeilen versehen, welche ihre jeweils zugeordnete Durchflußrichtung darstellen.

Wenn, nich alle drei Drei i;tellungi.;steuerve?ntile in der in Fig. 2 dargestellten Mittelstellung befinden, in dor die Verbindung zv/ischon der Hydraülikpunipe P und dun einzelnen VorbraucheranschlUnson Λ - Ii gesperrt ist, ist: die ernte Hilfs- · £>teuc;rloitung I>4 über die ersten Hilfsstnuerkanüle 50 mit

309809/0303

BAD ORIGINAL

~ 12 —

. dem Rucklauf verbunden. Dio Hydraulikpumpe P kann dann die Federkraft der Feder 46 des Regelkolbens 42 der Druckwaage Io überwinden, so daß sich der Kolben 42 in Richtung zur Steuerkammer 4 8 der Druckwaage verschiebt und den Pumpenrücklauf R freigibt und die Hydraulikpumpe ρ im wesentlichen ungehindert durch die Bezugskammor 4o der Druckwaage in den Pumpenrüeklauf R fördern kann.

Wenn eines der Dreistellungssteuerventile 14, 16 oder 18 betätigt und damit sein Steuerschieber £ aus der Mittelstellung verschoben wird, verschiebt sich auch der erste Hilfssteuerkanal 56, und die erste Hilfssteuerleitung 54 wird unterbrochen. Stattdessen stellt jetzt der- zweite Ililfssteuerkanal 66 eine Verbindung zwischen der Ililfssteuerabzweigung 68 und der in Parallelschaltung vorgesehenen zweiten Hilfssteuerleitung 64 und damit auch der Steuerkammer 48 der Druckwaage her, noch ehe der zugehörige Verbraucheranschluß des Dreistellungsstouerventils mit seinem Pumpenanschluß verbunden ist.

309809/0303

BAD OftifelNAL

Nunmehr steht die Steuerkammer 48 der Druckwaage unter dem gerade in dem jev/eiligen Verbraucheranschluß Λ,Β, C, D oder E stehenden Druck, so daß in der Dezugskammer 4o 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 Radweg angeschlossenen Pumpenrücklauf R abfließen läßt.

Da die Bezugskammer 4o 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 entspricht. Dadurch hängt, wenn das Druistellungssteuerventil geöffnet wird, die Durchlaßmenge nur noch vom Durcnlaßquerschnitt des jeweiligen Hauptsteuerkanals ab.

Diese Mengenregelung funktioniert, auch'noch, wenn mindestens zwei Dreistellungssteuerventile zugleich eine Verbindung zwischen ihrem Fümpenanschluß und einem Verbr'aucheranschlui' herstellen. Dann ist der Steuerdruck in der Steuerkammer 43 tier Druckwaage durcü den jeweils niedrigsten Absolutdruck des angeschlossenen

303809/0303

BAD ORIGINAL

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 7o vorgesehen, die nur eine Durchflußrichtung vom Pumpenanschluß in den Verbraucheranschluß gestatten.

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, v/ie es in Fig. 1 durch die zwei Gruppen verschieden dimensionierter Dreistellung3Steuerventile 14 und 16, 18 dargestellt ist. Die andere Möglichkeit besteht darin, am Verbraucheranschluß eines bestimm

ten Dreistellungssteuerventils eine den

maximalen Mengendurch

fluß begrenzende Drosselblende 72 anzuordnen, wie es in Fig, 2 in Zusammenhang mit den Dreistellungsstteuerventilen 16 und 10

dargestellt ist. Diese Drosselblende wird auswechselbar eingesetzt, um ein bestimmtes Mengenregelventil je nach Bedarf an verschiedene gewünschte Anschlußwerte anpassen zu können.

! · Fernerhin ist in jeder Hllfsateuerabzweigung eine Hilfs-

droöselblende 74 angeordnet, welche die! Fluggeschwindigkeit durch jude Hilfssteuerleitung 64 und damit die Regelgeschwindigkeit dämpft und dafür sorgt, daß der Fluß in der HiIfsatauerleitung 64 stets klein gegenüber dem Zufluß des zugehörigen Verbraucher-

309809/0303

BAD OSJÖfNÄfcO OAt*

amschluijses ist. Wenn mehrere Verbrauchornnschlüsse verschiedener Dreistellungssteuervontile zugleich an die gemeinsame Hydraulikpumpe P angeschlossen sind, sorgt außerdem die Hi Ifsdrosselblende für eine auf eine.n unschädlichen Viert erniedrigte Kopplung der verschiedenen gesteuerten Verbraucheranschlüsse, über die parallelgeschalteten Hilfssteuerleitungen 64.

Das Ilaupt-Druckbegrenzungs-Vorsteuorventil V sorgt dafür, daß der überhaupt in der Steuerschiebervorrichtuny entstehende Druck der Hydraulikpumpe einen einstellbaren oder fest eingestellten bestimmten Wert, z,B. typischerweise von 2oo 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.

An einem Verbraucheranschluß des Drcistellungssteuerventils 18 ist ferner noch ein Unter—Druckbegrenzungs-Vorsteuervnntil U angeschlossen, das den maximalem Druck an der zugehörigen Verbraucherleitung auf einen kleineren Wert als den durch das Haupt-Druckbegrenzungy-Vorsteuerventil V möglichen Maximaldruck der ganzen Steuernchiebervorrichtung beschränkt. Auch das Unter-Druck-Begrenzungs-Vorsteuerventil übt seine Druckbegrenzungsfunk-tion in Zusammenhang mit der Regelwirkung der Druckwaage aus, da en bei Anschluß des Dreistellungssteuerventils IB über den zweiten Ililfssteuerkanal 66 den in der Steuerkammer 4 8 der Druckwaage möglichen flaxj mal druck auf den niedrigeren Maximaldruck dos Unter-Druckbagrenzungs-VornteuorvcmtiIn U beschränkt. Das über-

309809/0303

BAD ORIGINAL·

schüssige Vorsteueröl fließt (ebenso wie bei der Druckwaage aus der Steuerkammer 48) über einen Hilfsrücklauf R¹ ab.

Derartige Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventile können bei Bedarf an jedem beliebigen Verbraucheranschluß der Steuerschiebervorrichtung von außen einstellbar oder fest eingestellt vorgesehen sein.

Den Fig. 3 bis 9 ist die konstruktive Ausbildung der im Zusammenhang mit den Fig. 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 v/erden soll.

Gemäß den Fig. 5 und 7 ist der im Steuerschieber S zur Verbindung des Pumpenanschlusses P mit einem der Verbraucheranschlüsse A - E dienende Hauptsteuerkanal in Form von mehreren Bohrungen loo ausgebildet, die mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind. Man kann gemäß Fig. 5 z.B. vier Bohrungen annähernd gleich großen Durchmessers verwenden. Die Bohrungen können jedoch auch gemäß Fig. 7 stark unterschiedlichen Durchmesser haben.

An den Mündungen der Bohrungen loo am Umfang des Steuerschiebers S si:id in dessen Körper Druckentlnstungstaschen Io2 ausgespart, die über die Bohrungen loo miteinander in Verbindung stehen.

309809/0303

BAD

VJei terc Druckentlaatungstaschen Io4 sind im Körper de« Ventilgehäuses gegenüber den jeweiligen Verbraucherinnen] üssen ausgebildet (Fig. 4, 7 und 9) und stehen mit entsprechenden Taschen loG des Ventilgehäuse;? unmittelbar am Verbrciucherzinöchluß (Fig. 9) über Umfangsnuten Io8 des Schiebers S in Verbindung.

Die mit den Verbraucheranschlüssen zuerst in Verbindung tretenden Kanten des Steuerschiebers S sind bei Ho angeschliffen, um einen allmählichen Öffnungsvorgang des Dreistellungssteuerventils zu erreichen.

Die Anschlüsse der zur Steuerkammer 48 der Druckwaage Io führenden Hilfssteuerleitung 64 sowie beide Anschlüsse der ersten Hilfssteuerleitung 54 liegen im wesentlichen in derselben Ebene durch den PumpenanschlujS: P (Fig. 8), und zwar in quer von den Druckentlastungstaschen Io2 vorgesehenen Dichtflächen 111 des Ventilgehäuses, die mit entsprechenden Dichtflächen 113 am Steuerschieber zusammenwirken.

Die beiden Anschlüsse 54 werden durch eine den ersten Hilfiisteuerkanal bildende Durchgangsbohrung 56 des Steuerschiebers S miteinander verbunden. Die Durchgangsbohrung mündet beidseitig in den Dichtflächen 113. Im Falle eines Dreistellungssteuerventils mit nur einem Verbraucheranschluß (Fig. 6) ist am Umfang des Steuerschiebers eine an die Bohrung 56 anschließende Längsnut 112 vorgesehen, die auch in der Stellung des Steuerschiebers S. ir. il"-r ier Verbraucheranschluß Λ mit dem Rücklauf R verbunden ist (Fig. 6; nach oben verschobene Stellung des Schiebers S; der Rücklauf R ist in der gezeichneten Stellung verdeckt), eine Ver-

309809/0303

BAD ORIQfNAL

bindung der ersten Hilfssteuerleitung 54 über den ersten Hilfssteuerkanal 56 herstellt.

Der zweite Hilfssteuerkanal 66 ist eine Längsnut am Umfang des Steuerschiebers S, die als sichelförmige Einfrasung ausgebildet ist. Diametral gegenüber auf der anderen Seite des Schieber-· umfanges ist eine weitere sichelförmige Längsnut 114 ausgespart (Fig. 8), die durch eine weitere Bohrung 116 im Steuerschieber (Fig. 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 (Fig. 5 und 8). Da durch diese Kreuzung gemäß Fig. ί die Hilfssteueranschlüsse 54 gegeneinander versetzt sind, v/erden sie in der jeweiligen Distanzschei.be 12a oder 12b durch ein Langloch 118 bei miteinander verblockten Ventilgehäusen miteinander verbunden (Fig. 3). Am Rande der Anschlüsse sind Dichtringe 12o vorgesehen.

Bei. der Betrachtung der Fig. 5 und 7 ist zu beachten, daß die Kanäle 54 und 56 in die Zeichenebene geklappt dargestellt sind.

Die Ililfsisteuerabzweigung 68 des Verbraucheranschlusses (D in Fig. 9) ist über zwe-i unter einem Winkel von 9o gegenüber der Achse des Verbraucheranschlusses vorlaufende 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

309809/0303

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 ist auch das sonst.üblich ausgebildete Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil U bei Bedarf eingebaut, welches bei Abheben seines von der Feder 13o vorgespannten Ventilkörpers 132 vom Ventilsitz 134, der mit der Hilfsdrosselblende 74 im Ausführungsbeispiel aus einem Stück besteht, das einem überhöhten Vorsteuer- ψβ druck entsprechende Drucköl in den Hilfsrücklauf R¹ abläßt.

In Fig. 9 ist ferner ei'ne 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 v/erden kann. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Hilfssteuerabzweigung 68 durch die eingesetzte f| Drosselacheibe und ihre Vorspannung nicht gestört zu werden braucht, da die Ililfssteuerabzweigung 68 rechtwinklig in den Verbraucheranschluß mündet und die erforderliche Durchgangsöffnung leicht ausgespart werden kann.

Das am Pumpenanschluß'P angeordnete Rückschlagventil 7o ist. -gemäß Fig. 8 in einem Einsatzstück 14o zusammengefaßt, welches die zur Mündung des Pumpenanschlussen am Steuerschieber S im Ven-

30 9809/0 303

BAD '

- 2ο -

tilgehäuse vorgesehene Bohrung 1.4-2 abschließt und beidseitig an den quer dazu verlaufenden Pumpenanschlußkanal 144 anschließt. Das Einsatzstück I4o ist in das Ventilgehäuse eingepreßt und in • ihm bei 146 verstemmt.

Das Rückschlagventil ist als flaches Tellerventil ausgebildet i dessen Teller 15o von einer Zugfeder 152 gegen den VÖfltdLl— ™ sitz 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 14o verläuft (Fig. 6). Der Querschnitt der Verlängerung 156 ist gegenüber dem Querschnitt des Pumpenansrchlußkanals 144 vergrößert.

Bei geöffnetem Tellerventil schlägt der Rand 16o seines Tellers 15o 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 P geöffnetem Rückschlagventil erfolgen kann.

Abschließend sei noch einmal S¹Ig. 2 betrachtet. Wenn die mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung gemäß Fig. 1 aus einem einzigen Venfcilbiock besteht, 1st in der Abschlußplatfce 2o der geschlossen oder offen wählbare Anschluß 17o des ersten Hilfs-Steuerkanals 54 zum Rücklauf R geöffnet. Man kann jedoch auch den Anschluß 17o schließen und stattdessen über die Fernsteueranschlüsse 172 und 184 der ersten und der zweiten Ililfssteuerlei-

309809/0303

BAD

■ - 21 — ■ . '■ ;

tung 54 bzw. 64 weitere Tochtervorrichtungen der Steuerschiebervorrichtung sinngemäß anschließen, bei denen die Mengenregelung, des Durchflusses mit durch die Druckwaage Xo der dann als Muttervorrichtung dienenden mengengeregelten Steuerschiebervorrichtung gemäß Fig. 1 erfolgen kann. -

Patentansprüche

309809/0303

BAD ORIGINAL

Claims (2)

Patentansprüche

1. Mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung, die zur mengengeregelten Steuerung des Zuflusses eines hydraulischen Mediums in mehrere hydraulische Verbraucherleitungen dient und eine hydraulische Druckwaage und mehrere Dreistellungssteuerventile aufweist, die jeweils in Schieberbauart mit Druckpumpenanschluß, Rücklaufanschluß und einem oder zwei Verbraueheranschlüssen ausgebildet sind und deren zwischen Pumpenanschluß und jeweiligem Verbraucheranschluß liegenden Steuerkanten jeweils eine Regelblende bilden, deren Druckgefälle unabhängig vom absoluten Druck von der Drückwaage auf einen konstanten Sollwert geregelt wird, dadurch gekennzeic h η e t, daß an die Steuerkammer (48) der Druckwaage (lo) ein Haupt-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil (V) und an mindestens einer Hilfssteuerabzweigung (68) eines Verbraucheranschlusses (D) mindestens eines Dreistellungssteuerventils (18) ein auf einen geringeren Druckbegrenzungswert einstellbares Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil (U) angeschlossen sind.

2. Ventilschieberanordjnung nach Anspruch 1, bei der der Steuerschieber des jeweiligen Dreistellungssteuerventils einen in der Mittelstellung offenen und sonst geschlossenen ersten Hilfssteuerkanal aufweist, von dessen beiden im Ventilgehäuse

309809/0303

BADORIGINAt.

zugeordneten Hilfssteueranschlüssen der eine zur Steuerkammer der Druckwaage und der andere zum Rücklauf der Hydraulikpumpe führt, und mindestens ein Verbraucheranschluß des jeweiligen Dreistellungssteuerventils eine Hilfssteuerabzweigung aufweist, die eine gewisse Strecke nach Einsetzen der Steuerschieberbewegung über einen im Steuerschieber ausgebildeten zweiten Hilfssteuerkanal bereits vor- dem öf fne.n des Verbraucheranschlusses mit der Steuerkammer der Druckwaage verbunden wird, wpbei die Jl Hilfssteuerabzweigungen mehrerer Verbraucheranschlüsse in Parallelschaltung zur Steuerkammer der Druckwaage geführt sind und

- - - ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■

die den Hilfsdurchlaßkanälen zugeordneten llilfssteueranschlüsse der verschiedenen Dreistelltmgssteuerventile zwischen der Steuerkammer der Druckwaage und dem Rücklauf der Hydraulikpurnpe hintereinandergeschaltet und dabei insbesondere mit einem die Druckwaage enthaltenden Gehäuseblock 'sandwichartig verblockt sind, dadurch g e k e η h ζ e i c h η e t, daß In mindestens einer Hilfssteuerabzweigung (68) eines Verbraucheranschlusses (A - E) zwischen dem Unter-Druckbegrenzungs-Vorsteuerventil (U) und der W Mündung der Hilfssteuerabzweigung im Verbraucheranschluß (D) eine Hilfsdrosselblende (74) angeordnet ist, die sa ausgelegt ist, daß sie sowohl den Zufluß des hydraulischen Mediums zur Steuerkammer (48) der Druckwaage (lo) gegenüber dem Zufluß zum Verbraucher (A-E) klein hält als auch die Regelgeschwindigkeit dämpft und , bei gleichzeitiger Schaltung mehrerer Dreistellungssteuerventile (14; 16; 18) den Ausgleichsmengendurchfluß zwischen deren gesteuerten VerbraucheranschlünBcn über deren Hilfssteuerabzweiyungen (6ί'}_-, die zv/eiten Hiliränt.euerkaniilo (66) und die Steuer-

- 309809/0303

■ *

BAD ORIGINAL

kammer (48) der Druckwaage (lo.) klein gegenüber den vom jeweiligen Dreistellungssteuerventil gesteuerten Zufluß vom Pumpenanschluß (P) zu jedem eingeschalteten Verbraucheranschluß hält.

309809/0303

BAD ORiGiINAL