DE2303286A1

DE2303286A1 - Hydraulische steuereinrichtung

Info

Publication number: DE2303286A1
Application number: DE2303286A
Authority: DE
Inventors: Guenther Schwerin
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-01-24
Filing date: 1973-01-24
Publication date: 1974-07-25
Also published as: FR2214828A1; GB1427466A; JPS49104079A; JPS5925881B2; US3924655A; FR2214828B1; DE2303286C2; IT1003472B

Description

R. 1 3 OO

5.1.1973 My/Gü

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmust erhilf sanmeldung

ROBERT BOSCH GKBH, STUTTGART

Hydraulische Steuereinrichtung

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuereinrichtung mit einem zum Steuern eines Verbrauchers geeigneten /Jegeventil, dessen Steuerglied in einer Feutralstellung wenigstens eine zum Verbraucher führende Leitung absperrt und ia zwei Arbeitsstellungen wahlweise mit einem Zulauf oder einem Rücklauf verbindet, und mit einem Umschaltventil zur unmittelbaren Rückleitung des in den Zulauf geförderten Druckmittels in den Rücklauf und mit einer dem Umschaltventil zugeordneten, vom Steuerglied beeinflußbaren Steuerleitung, in die eine Drosselstelle geschaltet ist, deren Druckdifferenz an einem Schließglied des Umschaltventils entgegen der Kraft einer Feder wirksam werden kann.

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Es ist bereits eine derartige Steuereinrichtung bekannt, bei der die Bewegungen eines Umschaltschiebers hydraulisch beeinflußt werden. Obwohl hier am Steuerschieber für die Druckmitteilströme zum Verbraucher und über die Steuerleitung Übergangszonen unterschiedlichen Querschnitts vorhanden sind, läßt sich in der Praxis keine zufriedenstellende Feinsteuerung erreichen. Abhängig von der Auslenkung des Steuerschiebers ergeben sich unabhängig von den jeweiligen Verbraucherdrücken immer so lange Drucküberhöhungen, bis die Summe aus Verbraucherstrom und Steuerstrom dem Pumpenstrom gleicht. Solche bei Steuereinrichtungen mit Umschaltventilsteuerung auftretenden DrucküberhÖhungen stören die Feinsteuerung entweder beträchtlich oder belasten die Pumpe in unerwünschter Weise.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der genannten Nachteile eine Steuereinrichtung mit Umschaltventilsteuerung zu schaffen, die durch Verwendung einfachster Mittel bessere Feinsteuereigenschaften ergibt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in die vom Zulauf zum Verbraucher führende Verbindung eine zweite Drosselstelle geschaltet ist, die in der Steuerleitung der ersten Drosselstelle vorgeschaltet sowie zum Umschaltventil parallel geschaltet ist.

Auf diese V/eise können Drucküberhöhungen im Bereich der Feinsteuerung ganz wesentlich verringert und damit auch die Feinsteuerung als solche verbessert werden. Ferner können die Vorteile eines das Druckmittel unmittelbar in den Rücklauf leitenden Umschaltventils voll genutzt \>rerden. Beide Eigenschaften ließen sich bisher nicht kombinieren. Hinzu kommt, daß die verwendeten Mittel keinen nennenswerten Aufwand erfordern und daß sie in bereits vorhandene Steuereinrichtungen ohne große Änderungen einbaubar sind.

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Besonders zweckmäßig ist es, wenn die zweite Drosselstelle einen größeren Durchflußquerschnitt aufweist als die erste Drosselstelle. Die erwähnten Vorteile kommen dann besonders zur Geltung, wenn mit einem möglichst kleinen Steuerstrom ein möglichst großer Druckmittelstrom im Bereich des Feinsteuerns beeinflußt werden kann.

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und der Beschreibung.

Ei:i Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in

1 eine vereinfacht dargestellte hydraulische Steuereinrichtung, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 den Druckverlauf als Kennlinien abhängig von der Steuerschieberauslenkung bei verschiedenen Verbraucherdrücken für eine bekannte Einrichtung,

Fig. 3 die Durchflußmenge als Kennlinien abhängig von der Steuerschieberauslenkung bei verschiedenen Verbraucherdrücken für eine bekannte Einrichtung,

Pig. 4- den Druckverlauf als Kennlinien abhängig von der Steuerschieberauslenkung bei verschiedenen Verbraucherdrücken für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung nach Fig. 1, '

Fig. 5 die Durchflußmenge als Kennlinien abhängig von der Steuerschieberauslenkung bei verschiedenen Verbraucherdrücken für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung nach Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt eine hydraulische Steuereinrichtung 10, die aus einer Anschlußplatte 11, einem Wegeventil 12 und einer Endplatte 13 besteht.

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Die Anschlußplatte 11 weist ein Umschaltventil 14 auf, das zwischen einen Zulauf 15 und einen Rücklauf 16 geschaltet ist. Ein Schließglied 17 des Umschaltventils 14 wird von einer in einer Druckkammer 18 angeordneten Feder 19 in Richtung Schließstellung gedrückt, in der seine Steuerkante 21 die Verbindung vom Zulauf 15 zum Rücklauf 16 zusteuert. Außer dem Zulauf führt ein verzweigter Kanal 22 vom Zulauf 15 über eine erste Drosselstelle 23 in eine Flanschfläche 24 der Anschlußplatte 10 und in die Druckkammer 18. In den Zulauf 15 ist parallel zum Umschaltventil 14 und vor den verzweigten Kanal 22 eine zweite Drosselstelle 25 geschaltet. Die zweite Drosselstelle 25 weist einen größeren Durchflußquerschnitt auf als die erste Drosselstelle 24. Ein Druckbegrenzungsventil 26 sichert den Zulauf 15 zum Rücklauf 16 hin ab. Ferner führt vom Rücklauf 16 ein Rücklaufkanal 27 in die Flanschfläche 24.

Das Wegeventil 12 hat ein Gehäuse 28 mit einer Schieberbohrung 29, die örtlich begrenzt zu einer Zulaufkamner 31, zwei Verbraucherkammern 32, 33j zwei Rücklaufkammern 34-, 35 und zu zwei nebeneinanderliegenden Steuerkammern 36, 37 erweitert ist. Die Zulaufkammer 31 hat über ein Rückschlagventil 38 und einen Zulaufkanal 39 mit dem Zulauf 15 in der Anschlußplatte 11 Verbindung; die beiden Rücklaufkammern 3^-, 35 verbindet ein Kanal 41 miteinander. Ein Durchgangskanal 42 verbindet ferner die Rücklauf kammern 34-» 35 mit dem Rücklaufkanal 27 -^;.n der Anschlußplatte 11. Ein Kanal 43 verbindet die Steuerkiimmer 36 mit dem verzweigten Kanal 22 in der Anschlußplatte. Von der Steuerkammer 37 führt ein Kanal 44 in die der Endplatte 13 zugewandte Flanschfläche. In der Schieberbohrung 29 ist ein Steuerschieber 45 gleitend geführt; an zwei Kolbenabschnitten 46, 47 weist er Steuerkanten 48 mit Feinsteuerfasen 49 zum Steuern von Druckmittel zu und von einem doppeltwirkenden Verbraucher auf. Zwei zusätzliche Kolbenabschnitte 51, 52 weisen Steuerkanten 53 mit Feinsteuerfasen 5^- ^zum Steuern eines Steuerstromes auf. Eine doppeltwirkende Rückhol-

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einrichtung 55 zentriert den Steuerschieber 45 in Neutralstellung, aus der er nach beiden Seiten in Arbeitsstellungen auslenkbar ist.

Die Endplatte 13 v/eist einen Kanal 56 auf, der den Kanal 44 und den Durchgangskanal 42 im Wegeventil 12 miteinander verbindet. Der verzweigte Kanal 22, die Kanäle 4-3, 4-4-, die Steuerkammern 36, 37 und der Kanal 56 sind Teil einer vom Zulauf 15 zum Rücklauf 16 führenden Steuerleitung 57·

Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung ist wie folgt:

In der gezeichneten Neutralstellung des Steuerschiebers 4-5 kann ein Teil des in den Zulauf 15 geförderten Druckmittels über die erste Drosselstelle 23 und die offene Steuerleitung 57 in den Rücklauf 15 strömen. Die an der ersten Drosselstelle 23 entstehende Druckdifferenz drückt das Schließglied gegen die Feder 19 in eine offene Stellung, so daß der größte Teil des Druckmittels vom Zulauf 15 weitgehend ungedrosselt unmittelbar in den Rücklauf 16 strömt. Der Druckmittelstrom über die Steuerleitung wird von der ersten Drosselstelle 23 in Verbindung mit dem Umschaltventil 14- weitgehend konstant gehalten.

Bei Auslenkung des Steuerschiebers 4-5 nach rechts drosselt eine Steuerkante 53 mit Feinsteuerfase 5^ den Druckmittelstrom in der Steuerleitung 57 an. Damit steigt auch der Druck im Drui.kraum 18 und somit auch der Druck im Zulauf 15· Übersteigt nun der Druck im Zulauf 15 die Summe aus Verbraucherdruck und Widerstand am Rückschlagventil 38, so fließt Druckmittel vom Zulauf 15 über .die zweite Drosselstelle 25, den Zulaufkanal' 39) die Zulaufkammer 31> vorbei an der Steuerkante 48 des Kolbenabschnitts 47 in die Verbraucherkammer 33· Gleichzeitig kann vom Verbraucher zurückströmendes Druckmittel von der anderen Verbraucherkammer 32 in die Rücklaufkammer 34 und zum Rücklauf 16 abströmen. Durch den zum Verbraucher fließenden Druckmittelstrom entsteht eine zusätzliche Druckdifferenz an

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der nun stärker zur Wirkung kommenden zweiten Drosselstelle 25· Da der gesamte Druckabfall beider Drosselstellen 25, 23 von der Feder 19 bestimmt wird und daher konstant bleibt, bewirkt der zum Verbraucher abströmende Druckmittelstrom, daß der Steuerstrom über die erste Drosselstelle 23 kleiner wird, als es ohne die zweite Drosselstelle 25 der Fall wäre. Dies täuscht einen größeren Öffnungsquerschnitt in der Steuerleitung 57 vor, als es an der Steuerkante 53 tatsächlich der Fall ist. Dies hat ein verringertes Zusteuern der Verbindung von Zulauf 15 zum Rücklauf 16 zur Folge und damit einen verminderten Druckaufbau im Zulauf 15» wodurch Drucküberhöhungen wesentlich wirksamer, als dies bisher möglich war, verhindert werden.

Wie Fig. 4- näher zeigt, verläuft der geschilderte Anstieg des Drucks ρ im Zulauf 15 abhängig von der Auslenkung s des Steuerschiebers 4-5 nach der Linie 61 und abhängig von den jeweiligen Verbraucherdrücken nach den Linien 62 bis 65· Die Drucküberhöhung beim Übergang von der Linie 61 in die Linien 62 bis 65 ist dabei durch den Einfluß der zweiten Drosselsteile 25 relativ gering; dieser Einfluß wird mit zunehmender Steuerschieberauslenkung stärker.

Fig. 2 zeigt als Vergleich die entsprechenden Kennlinien 66 bis 69 für eine bekannte Steuereinrichtung, die keine erfindungsgeinäße zweite Drosselstelle 25 aufweist. Der Druckanstieg verläuft längs der Kennlinie 61 bei niedrigem Verbraucherdruck bis zu einem Vielfachen des Verbraueherdrucks, bevor er gemäß der Kennlinie 66 wieder auf den vorgegebenen Verbraucherdruck sinkt. Bei hohem Verbraucherdruck führt die Drucküberhöhung zu einem Ansprechen des Druckbegrenzungsventils, wie es die Abflachung in der Kennlinie 69 erkennen läßt.

Die Fig. 3 und 5 zeigen den Verlauf der Durchflußmenge Q abhängig von der Steuerschieberauslenkung s bei einer bekannten bzw. der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung und bei den verschiedenen Verbraucherdrücken wie nach den Fig. 2 bzxtf. 4-.

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Die Kennlinien in Fig. 5 zeigen einen wesentlich flacheren Verlauf als die vergleichbaren -Kennlinien in Fig. 3j da der Einfluß der Drucküberhöhungen durch die zweite Drosselstelle 25 weitgehend ausgeschaltet wird. Die Feinsteuerung arbeitet somit wesentlich feinfühliger als bei bekannten Einrichtungen.

Der Steuerschieber 4-5 kann auch bei Auslenkung in die ändere Arbeitsstellung in gleicher Weise zusammen mit dei? Umschaltventil eine Feinsteuerung bewirken.

Selbstverständlich kann bei der Steuereinrichtung 10 das Schließglied 17 zusammen mit dem Druckbegrenzungsventil 25 ein vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil bilden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Ebenso sind andere Wegeventilbauarten möglich; so kann z. B. anstelle des gezeigten Wegeventils mit Längsschieber ein solches mit Sitzventilkörpern treten. Bei beiden Bauarten des Wegeventils ist es gleichgültig, ob die gevriinschten Steuerfunktionen mit einem einzigen Steuerglied oder mit zwei, räumlich voneinander getrennten Steuergliedern erreicht wird.

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Claims

8 - E. 1 3 O O Ansprüche

1. Steuereinrichtung mit einem zum Steuern eines Verbrauchers geeigneten Wegeventil, dessen Steuerglied in einer Neutralstellung wenigstens eine zum Verbraucher führende Leitung absperrt und in zwei Arbeitsstellungen wahlweise mit einem Zulauf oder einem Rücklauf verbindet, und mit einem Umschaltventil zur unmittelbaren Rückleitung des in den Zulauf geförderten Druckmittels in den Rücklauf und mit einer dem Umschaltventil zugeordneten, vom Steuerglied beeinflußbaren Steuerleitung, in die eine Drosselstelle geschaltet ist, deren Druckdifferenz an einem Schließglied des Umschaltventils entgegen der Kraft einer Feder v/irksam vier den kann, dadurch gekennzeichnet, daß in die vom Zulauf (15) zum Verbraucher führende Verbindung eine zweite Drosselstelle (25) geschaltet ist, die in der Steuerleitung (57) der ersten Drosselstelle (23) vorgeschaltet sowie zum Umschaltventil (14) parallel geschaltet ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Drosselstelle (25) einen größeren Durchfltißquerschnitt aufweist als die erste Drosselstelle (23)·

3· Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied als längsbeweglicher Steuer-

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schieber (45) ausgebildet ist, der zum Feinsteuern des Druckmittelstroms in der Steuerleitung (57) geeignete Übergangszonen (54) veränderlichen Querschnitts aufweist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (45) zum Steuern des Druckmittelstroms zum Verbraucher geeignete Übergangszonen (49) veränderlichen Querschnitts aufweist.

5- Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußquerschnitt der zweiten Drosselstelle (25) mindestens eine solche Größe aufweist, daß bei abgesperrter Steuerleitung (57) und maximalem Druckmittelstrom zum Verbraucher die aus dem Druckabfall an der zweiten Drosselstelle (25) sich ergebende Kraft auf das Schließglied des Umschaltventils (14) kleiner ist als die Kraft der Feder (19).

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußquerschnitt der zweiten Drosselstelle (25) eine solche Größe aufweist, daß die Kraft auf da.s Schließglied des Umschaltventils (14) nur geringfügig kleiner ist als die Kraft der Feder (19). A

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