DE2156842C - Steuerventil für hydrostatische oder hydraulische Systeme mit einer Einrichtung zur Herabminderung von Schwingungen in der Druckflüssigkeit - Google Patents

Description

4. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 löcher, die in zwei axial gegeneinander versetzten bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Löcher (9) Kreisreihen zu je 18 Löchern angeordnet sind. Die mit mindestens drei unterschiedlichen Größen in Durchmesser dieser Löcher sind klein und in beiden einem einzigen Schieberelement (2) vorgesehen 35 Drehschieberelementen gleich (USA.-Patentschrift sind. Re 25 126).

5. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 Es hat sich im Betrieb herausgesteUt, daß beim bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Paa- Übergang von der Neutralstellung in die Arbeitsren von Löchern unterschiedlicher Größe die stellung oder umgekehrt störena; Schwingungen im Löcher (9 ό, 9 c) größeren Querschnitts in dem 40 Arbeitsgerät bzw. in der Druckflüssigkeit auftreten, der Zulaufseite zugewandten Schieberelement (2) Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche ausgebildet sind. störenden Schwingungen herabzusetzen.

6. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gebis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anord- löst, daß mindestens drei unterschiedliche Lochgrößen nung der Lochpaare auf zwei axial gegeneinander 43 vorgesehen sind.

versetzten Kreisreihen (A, B) von zwei Drehschie- Bei dieser Konstruktion werden beim Übergang von berelementen in der zweiten Kreisreihe (B) erste der Neutralstellung zur Arbeitsstellung nicht aUe Löcher (9 b, 9 c) mit dem größten und dem nächst- freien Querschnitte der Löcherpaare gleichzeitig kleineren Querschnitt und in der ersten Kreis- geschlossen. Vielmehr erfolgt ein aUmählicher Überreihe (A) erste Löcher (9 α) mit einem noch klei- 30 gang, bei dem mit steigendem Drehwinkel die freien neren Querschnitt vorgesehen sind und die jeweils Querschnitte bei zunächst einem Teil der Löcherzweiten Löcher (8,80 jedes Paares einen Quer- paare und dann fortschreitend bei anderen Löcherschnitt aufweisen, der höchstens geringfügig grö- paaren geschlossen werden. Dies ergibt eine entspreßer ist als derjenige der ersten Löcher (9 a) in der chende Kurzschlußmengen-Drehwinkel-Kennlinie, die ersten Kreisreihe (A). S3 für die Herabsetzung der Schwingungen verantwort-

7. Steuerventil nach Anspruch 6, dadurch ge- lieh zu sein scheint. Durch Wahl der mindestens drei kennzeichnet, daß die zweiten Locher (8') in der unterschiedlichen Lochgrößen und der Anzahl der zweiten Kreisreihe (B) einen kleineren Querschnitt unterschiedlich großen Löcher kann man der Kennhaben als die zweiten Löcher (8) in der ersten linie einen mit Bezug auf das Schwingungsverhalten Kreisreihe (A). 60 optimalen Verlauf geben.

Besonders günstig ist es hierbei, wenn zumindest bei einem Teil der Löcherpaare Löcher größeren

Querschnitts je mit einem Loch kleineren Querschnitts kombiniert sind. Hierbei wird der durch das 63 Loch kleineren Querschnitts bestimmte freie Querschnitt über einen Anfangsabschnitt der Drehbewe-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerventil für gung überhaupt nicht verkleinert; dies geschieht erst, hydrostatische oder hydraulische Systeme, bei dem wenn die Kante des T ochs größeren Querschnitts

das Loch kleineren Querschnitts übersteuert. Im Vergleich mit zwei Löchern gleichen Querschnitts ergibt sich ein kleinerer Drehwinkel bis zum vollständigen Verschluß. Es reichen daher verhältnismäßig kleine Drehwinkel zwischen der Neutralstellung und dem Beginn der Arbeitsstellung.

Eine optimale Kennlinie ergibt sich, wenn die Löcher größten Querschnitts in der kleinsten Anzahl, die Löchei' des nächstkleineren Querschnitts in der nächstgrößeren Anzahl und die Locher noch kleineren Querschnitts in einer noch größeren Anzahl vorgesehen sind. Mit steigendem Drehwinkel nimmt die Kurzschlußmenge in einem ersten Abschnitt stark, im letzten Abschnitt ganz allmählich und dazwischen m it einer Übergangskurve ab.

Insbesondere können Löcher mit mindestens drei unterschiedlichen Größen in einem einzigen Schieberelement vorgesehen sein. Dies ergibt eine besonders günstige Lochkombination und vor allem dann auch eine wirtschaftliche Fertigung, wenn die Löcher in ao dem anderen Schieberelement sämtl.^h die gleiche Größe haben, da die unterschiedliche L ochausbildung nur in einem Schieberelement zu berücksichtigen ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei den Paaren von Löchern unterschiedlicher Größe die Löcher as größeren Querschnitts in dem der Zulaufseite zugewandten Schieberelement ausgebildet sind. Wenn Druckflüssigkeit durch die Neutralstellungs-Löcher strömt, treten häufig Geräusche auf, insbesondere wenn der freie Querschnitt bereits reduziert ist Diese Geräusche können durch die geschilderte Ausbildung erheblich reduziert werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß bei Anordnung der Lochpaare auf zwei axial gegeneinander versetzten Kreisreihen von zwei Drehschieberelementen in der zweiten Kreisreihe erste Löcher mit dem größten und dem nächstkleineren Querschnitt und in der ersten Kreisreihe erste Löcher mit einem noch kleineren Querschnitt vorgesehen sind und die jeweils zweiten Löcher jedes Paares einen Querschnitt aufweisen, der höchstens geringfügig größer ist als derjenige der ersten Löcher in der ersten Kreisreihe.

Einen noch besseren Effekt erreicht man, wean die zweiten Löcher in der zweiten Kreisreihe einen kleineren Querschnitt haben als die zweiten Löcher in der ersten Kreisreihe.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Teillängsschnitt durch das Steuergerät gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Außenumfang des äußeren Drehschiebers,

F i g. 3 einen Teilquerschnitt in Abwicklung in der Neutralstellung,

F i g. 4 einen Teilquerschnitt in Abwicklung nach Durchlaufen eines kleinen Drehwinkels,

F i g. 5 einen Teilquerschnitt einer Abwicklung nach Durchlaufen eines etwas größeren Drehwinkels und

Fig. 6 eine Kurzschlußmengen-Drehwinkel-Kennlinie.

Das Steuergerät hat ein inneres Drehschieberelement 1 und ein äußeres Drehschieberelement 2. Das innere Drehschiebcrelement 1 kann mit einem Steuerrad verbunden sein, das äußere Drehschieberelement kann mit einem Nachlaufmotor verbunden sein, wie es in der USA.-Patentschrift Re 25 126 beschrieben ist Das äußere Drehschiebereleraent 2 kann aber auch feststehen und das innere Drehschieberelement 1 kann von einem anderen Bedienungsorgan verdreht werden. Im äußeren Drehschieberelement 2 sind Bohrungen 3 vorgesehen, über die Druckflüssigkeit in Richtung des Pfeiles P₁ zugeführt wird. Die Bohrungen 3 stehen mit einer Umfangsnut 4 im inneren Drehschieberelement 1 in Verbindung, von der Axialnuten 5 ausgehen. Durch Linksdrehung kann due Axialnut 5 mit einer Bohrung 6 verbunden werden, die Druckflüssigkeit in Richtung des Pfeiles S₁ zu einem nicht veranschaulichten Stellglied leitet, das in seiner einen Bewegungsrichtung verstellt wird. Bei einer Rechtsdrehung kommt die Axialnut 5 mit einer Bohrung 7 in Verbindung, über die Druckflüssigkeit in Richtung des Pfeiles S₂ zum Stellglied geleitet wird, um dieses in seiner anderen Bewegungsrichtung zu verstellen. Zweckmäßigerweise sind -i den beiden Schieberelementen analoge Nuten ucd Bohrungen vorgesehen, um die rücklaufende Druckflüssigkeit zu steuern.

Des weiteren besitzen die beiden Drehschieberelemente 1 und 2 Neutralstellungs-Lücher 8,9, die . inander paarweise zugeordnet sind. Diese Löcherpaare sind in zwei Kreisreihen A und B axial gegeneinander versetzt angeordnet. In der Reihe ß gibt es erste Löcher 9 c mit dem größten Querschnitt, Löcher 9b mit einem nächstkleineien Querschnitt, in der Reihe A befinden sich erste Locher 9 a mit einem noch kleineren Querschnitt Die zweiten Löcher 8 in der ersten Kreisreihe A haben den gleichen Durchmesser bzw. Querschnitt wie die Löcher 9 a; die zweiten Löcher 8' in der zweiten Kreisreihe B haben einen etwas kleineren Querschnitt, z. B. einen Durchmesser von 0,8 mm gegenüber 1,0 mm.

In den F i g. 3 bis 5 ist jeweils die Reihe A und die Reihe B im Querschnitt und in Abwicklung veranschaulicht In der Neutralstellung fluchten sämtliche Löcher 9 a, 9 b und 9 c mit den Löchern 8, 8'. Es sei angenommen, daß die Löcher 9 außen mit der Zulaufseif*. verbunden sind, während der Innenraum des inneren Drehschieberelements 1 mit der Ablaufseite in Verbindung steht Dann strömt Druckflüssigkeit in Richtung der Pfeile P₈ und P, über die einen Kurzschlußpfad bildenden Löcherpaare 8, 9. Bei einer Drehung der Schieberelemente 1 und 2 relativ zueinander wird zunächst der freie Querschnitt der Löcherpaare 8, 9 j verkleinert, bis diese ganz geschlossen sind (Fig.4). Erst nach Durchlaufen eines vorbestimmten Drehwinkels wird der freie Querschnitt der Löcherpaare 8', 9 b verkleinert, die erst bei einem größeren Drehwinkel als das erstgenannte Löcherpaar 8, 9 α vollständig geschlossen sind (F i g. 5). Ähnliches gilt für die Löcherpaare 8', 9 c, wobei aber der Beginn der Querschnittsverkleinerung und das vollständige Schließen bei jeweils noch größeren Drehwinkeln erfolgt.

Infolgedessen ergibt sich die scbematisch zu verstehende Kennlinie nach F i g. 6, in der die durch die Löcherpaare 8,9 strömende Kurzschlußmenge Q in Abhängigkeit vom Drehwinkel α veranschaulicht ist. Hiernach sind im Drehwinkelabschnitt X sämtliche Löcherpaare geöffnet, im Abschnitt Y nur noch die Löcherpaare der Reihe B und im Abschnitt Z nur noch die Löcherpaare 8', 9 c. Die Form der Kurve kann durch die Länge der Löcher in Umfangsrichtung und durch die Anzahl der Löcher einet: bestimmten Größe bestimmt werden. Bei der Kennlinie nach

F i g. 6 haben die Löcher 9 c eine erheblich größere Umfangserstreckung als die Löcher 9 α. Es sind aber wesentlich weniger Löcher 9 c als Löcher 9 a vorhanden. Ein typisches Beispiel sind 18 Löcher 9 α, 12 Löcher 9 b und 6 Löcher 9 c.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel tritt die Axialnut S mit der Bohrung 6 bzw. 7 bereits in Verbindung, bevor der Kurzschlußpfad über die Lochpaare 8,9 vollständig verschlossen worden ist Diese Verbindung erfolgt also innerhalb des Abschnitts Z oder gegebenenfalls Y, in welchem die Kurzschlußmenge stark gedrosselt ist. Hieraus ergibt sich auch, daß Toleranzunterschiede bei der Herstellung der beiden Schieberelemente nur einen geringen Einfluß haben.

In dem AusfQhrungsbeispiel sind sämtliche Löcher als Bohrungen veranschaulicht. Die Löcher können aber auch einen beliebigen anderen Querschnitt, z. B. einen quadratischen Querschnitt, haben. Die Erfindung eignet sich auch für Steuergeräte mit flachen Drehschiebern sowie für Steuergeräte mit Linearschiebern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 zwei Schieberelemente aus einer NeutralsteUung in Patentansprüche: zwei zu deren beiden Seiten befindüche Arbeitsstellungen relativ verschiebbar sind, wobei beide Schie-.

1. Steuerventil für hydrostatische oder hydrau- berelemente eine Vielzahl von Löcherpaaren auflische Systeme, bei dem zwei Schieberelemente 5 weisen, deren Löcher in der NeutralsteUung miteinaus einer NeutralsteUung in zwei zu deren beiden ander fluchten und einen Kurzschlußpfad zwischen Seiten befindliche ArbeitssteUungen relativ ver- Zulauf- und Ablaufseite bilden, insbesondere für schiebbar sind, wobei beide Schieberelemente Lenkungen, bei denen ein erstes Drehschieberelement eine Vielzahl von Löcherpaaren aufweisen, deren mit einem Steuerrad und ein zweites Drehschieber-Löcher in der NeutralsteUung miteinander fluchten vo element mit einem Nachlaufmotor verbunden ist, der und einen Kurzschlußpfad zwischen Zulauf- und die einem Stellglied zugeführte Druckflüssigkeit mißt Ablaufseite bilden, insbesondere für Lenkungen, Bei einem bekannten Steuergerät dieser Art ist ein bei denen ein erstes Drehschieberelement mit inneres Drehschieberelement mit dem Steuerrad und einem Steuerrad und ein zweites Drehschieber- ein äußeres Drehschieberelement mit dem Nachlaufelement mit einem Nachlaufmotor verbunden ist, 15 motor verbunden. Beide Drehschieberteile werfen der die einem Stellglied zugeführte Druckflüssig- normalerweise durch eine Feder in der Neutralstelkeit mißt, dadurch gekennzeichnet, lung gehalten. Wird das Steuerrad in der einen oder daß mindestens d ei unterschiedliche Lochgrößen anderen Richtung gedreht, so wird ein Kurzschlußvorgesehen sind, pfad zwischen Zulauf- und Ablaufseite geschlossen

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch ge- so und über andere öffnungen eine Arbeitsverbindung kennzeichnet, daß zumindest bei einem Teil der zu dem Stellglied, z. B. einem die Räder verstellen-Löcherpaare Löcher (9 b, 9 c) größeren' Quer- den Axialmotor, hergestellt.

Schnitts je mit einem Loch (8') kleineren Quer- Durch die dabei über den Nachlaufmotor zum

Schnitts kombiniert sind. ode; vom Stellglied fließende Druckflüssigkeit wird

3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, da- 45 das äußere Drehschieberelement im Sinne der Steuerdurch gekennzeichnet, daß die Löcher (9 c) groß- raddrehung verdreht, bis wieder die NeutralsteUung ten Querschnitts in der kleinsten Anzahl, die erreicht ist Das äußere Drehschieberelement ist in Löcher (9 b) des pächstkleineren Querschnitts in einer Gehäusebohrung gehalten; diese beiden Teile der nächstgrößeren Anzahl und die Löcher (9 α) bewirken als Verteilerventil für den als Rotationsnoch kleineren Querschnitts in einer noch größe- 30 kolbenmaschine ausgebildeten Nachlaufmotor. Die ren Anzahl vorgesehen sind. Drchschieberelemente tragen je 36 NeutralsteUungs-