DE2308376A1

DE2308376A1 - Druckkompensierter steuerschieber

Info

Publication number: DE2308376A1
Application number: DE19732308376
Authority: DE
Inventors: Francis H Tennis
Original assignee: HYDRAULIC INDUSTRIES
Current assignee: HYDRAULIC INDUSTRIES
Priority date: 1972-10-30
Filing date: 1973-02-21
Publication date: 1974-05-09
Also published as: US4178962A; JPS5817901B2; GB1444613A; JPS4977232A

Description

DIPL-ING. HANS W. SCHÖNING y ~-'> "3

PATENTANWALT 2000 HAMBURG 1

¹J ^ Π S "\ 7 R Mönckebergstraße 31

C >> u o g / σ _{(am Rathausmarkt)}

Telefon (0411) 33 80 85

HYDRAULIC IKDUS TRIlJS,, ITC„

463 Progress Avenue

Hartland, Wise. 53029/USA Anwaltsakte: 3155

Druckkompensierter Steuerschieber

Druckkompensierter Steuerschieber zur belastungsunabhängigen Steuerung von Hydromotoren mit einem vom Schieberkolben gesteuerten Mittelkanal, welcher den Druckmitteleinlaß mit einem Rückflußkanal verbindet und in Abhängigkeit von der Dosierstellung des Schieberkoluens das vom Motor nicht benötigte Druckmittel im Nebenschluß zum Arbeitskreis ableitet. -

Konventionelle Steuerschieber der einleitend genannten Art enthalten einen Druckkompsnsationsventilkolben, dessen gegenüberliegende Enden in Druckkammern hineinragen, von denen die eine eine Feder enthält, die den Kompensationskolben federnd in eine Pumpenbelastungsstellung drückt. Das von der Pumpe kommende, am Einlaß des Steuerschiebers zugeführte Druckmittel strömt der anderen Kammer des Druckkompensationsventils zu, um in der Neutralstellung des zugehörigen Steuerschieberkolbens

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den Kompensationskolben in entgegengesetzter Richtung zu beaufschlagen und ihn in einer Pumpenentlastungs- oder Nebenschlußstellung zu halten.

Wenn der Steuerschieberkolben in eine bestimmte Arbeitsstellung verschoben wird, in der das von der Pumpe kommende Druckmittel dem ausgewählten Motoranschluß über eine Dosleröffnung zugeführt wird, die zum Teil vom Schieberkolben und zum Teil vom Schieberkolbengehäise gebildet wird, kann nur eine begrenzte oder dosierte Druckmittelmenge den ausgewählten Motoranschluß erreichen. Der Kompensationen ventilkolben sorgt dann dafür, daß trotz irgendwelcher Belastungsschwankungen des Motors die dosierte Strömungsmittelmenge für den Motor konstant bleibt, um diesen mit einer konstanten Geschwindigkeit anzutreiben, die der Doslerstellung des Steuerschieberkolbens entspricht· Diese Wirkung ergibt sich, weil der Kompensationsventilkolben an seinem in die die Feder enthaltende Kammer eintauchenden Ende dem Druck ausgesetzt ist, den das Druckmittel am ausgewählten Motoranschluß hat. Der Druckkompensationskolben wird also hin- und herbewegt, um den Strömungsmittelzufluß zum Motor entsprechend den Schwankungen der Druckdifferenz an der Dosieröffnung zu regeln, durch die das von der Pumpe kommende Druckmittel den Motoranschluß erreicht.

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Jede Vorrrlii! <·.ν in*? der Motorbelastimg erzeugt eine entsprechende Vergrößerung der Druckdifferenz an der Dosieröffnung, so daß der Dmckkompensationskqlben entsprechend reagiert und sich in solcher Richtung bewegt, daß der Druck an der Zuflufiseite der Dosieröffnung kleiner wird, um den Druckabfall an dieser Öffnung wieder auf den Wert zu bringen, bei dem das Druckmittel dem Motor in der gewünschten Menge zuströmt. Wenn sich die Belastung des gesteuerten Motors "vergrößert, vermindert sich die Druckdifferenz an der Dosieröffnung, worauf der Druekkompensationskolbc η sich in einer Richtung verschiebt, in der sich der Druck άό. der Zuströmseite der Dosieröffnung vergrößert, so daß wiederum der gewünschte Druckabfall zwischen Zuflußseite und Abflußseite der Dosieröffnung wiederhergestellt wird*

Obwohl solcl:3 druckkompensierten Steuerschieber befriedigend arbeiten können, weisen sie den Hachteil eines oft sehr komplizierten Aufbaues auf. In vielen Fällen sind die Kompensationsventile in die zugehörigen Steuerschieber eingebaut, so daß ein besondere ausgebildetes und teuer zu fertigendes Ventilgehäuse benötigt wird.

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Im Hinblick auf die vorstehende Problematik liegt die Aufgabe der Erfindung darin, einen Steuerschieber der einleitend genannten Art bei gleich guten Druckkompensationselgenaohaften einfacher, vielfältiger anwendbar und billiger zu machen. Insbesondere soll der erfindungsgemäfie Steuerschieber eine verbesserte Drosselwirkung und unabhängig vom Druok einen wesentlich vergrößerten Drossel- bzw. Dosierbereich, haben bei gleichzeitiger erheblicher Verminderung der axialen StrÖmungskräfte am Steuersohieberkolben auf einen festen relativ kleinen Betrag, so dad man den Sehleberkolben mit schwächeren Zentrierfedern versehen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwleohen dem Rückflußkanal und dem in Ströaungsrichtung hinter dem Schieberkolben liegenden Arm des Mittelkanals ein hydraulisch arbeitendes Durchflußregelventil angeordnet ist, welches in Abhängigkeit vom Druckabfall an einer vom Sohleberkolben definierten Drosselstelle des mttelkanals bei einem belaetungebedingten Druckanstieg am £lnlafi in Sohlleerichtung und bei einer belaetungebedingten Druckverminderung am Einlaß In öffrmngeriohtung beaufschlagt wird.

Das erflndungsgemäe ausgebildete Durohflußregelventil

kann man auch in einfachster Weise an konventionellen

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Steuerschiebern anbringen und bei Bedarf an bestenende Steuerschieberaggregate ansetzen.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.

In den Zeichnungen zeigen:

Pig. 1 eine schematische Darstellung eines Steuerschiebers mit freiem Durchfluß In der Neutralstellung in Verbindung mit einem erfindungsgemäBen Durchflußregelventil, dessen Ventilkörper im wesentlichen gleichgroße gegensinnig wirkende Druckangriffsflächen hat,

Pig. 2 eine geschnittene Seilansicht eines ähnlichen Durchflußregelventils, dessen Gehäuse nan an das Gehäuse eines konventionellen Steuerschiebers ansetzen und eis Auslaßabsohnitt für ein in Stapelbauweise ausgebildetes Steuerschieberaggregat ausbilden kann«

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Pig. 3 eitto scheinet ische Darstellung eines Steuerschieber S₉ bei dem das erfindungsgemäße Durchflußregelventil unterschiedlich große Druckangriffsflachen hat,

Fig. ', eine schematise he Darstellung eines dem der f.g. 1 ähnlichen Steuerschiebers mit einem erfindungsgemäßen Durchflußregler In Kolbenschieberbauart ,

fig. 5 eine schematische Darstellung eines der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ähnlichen Steuerschiebers mit einem noch anders ausgebildeten erfindungsgemäßen Durchflußregelventil,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines der AusfUhrvingeiorni geniäß Fig. 5 ähnlichen Steuerschiebers mit einem noch anderen Durchfluß» regelventil in Kolbenschieberbauart und

Fig. 7 schematische Darstellungen von erfindungs- und 8

gemäßen Durchfluß ragelventilen in Verbindung mit Mehrfach-Kolbenschiebern in Serien-Parallelschaltung.

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Der in Pig. 1 dargestellte Steuerschieber 10 ist so ausgebildet, daß er in der neutralen Mittelstellung einen freien Durchfluß des von der Pumpe kommenden Druckmittels ermöglicht. Zum Steuerschieber 10 gehört ein Schieberkolben 11, der in einer Bohrung 12 aus der dargestellten Neutralstellung in beidseitig der Neutralstellung liegende Arbeitsstellungen verschoben werden kann. In beiden ArbeiteStellungen leitet der Schieberkolben das Druckmittel vom Einlaß 13 zu dem jeweils ausgewählten Motoranschluß M1 oder M2 und sorgt dafür, daß das vom Motor abgegebene Druckmittel von dem nicht ausgewählten Motoranschluß zu einem Rückflußkanal 14 und von dort zum Sammelbehälter 15 strömen kann.

Der Schieberkolben 11 erstreckt sich über den Mittelkanal 16, welcher aus einem vorderen Arm 17, welcher mit dem Einlaß 13 in Verbindung steht, und einem hinteren Arm 18, der zum Rückflußkanal 14 führt, besteht. In üblicher Weise schneiden die beiden Arme 17 und 18 die Bohrung an axial auseinanderliegenden Stellen. Eine Umfangsrinne 19 des Schieberkolbens verbindet die beiden Arme 17 und 18 in der Neutralstellung. Mit einer nicht dargestellten Zentrierfederanordnung wird der Schieberkolben in der Neutralstellung gehalten, in der das von der Pumpe kommende und am Einlaß 13 eintretende Druckmittel frei

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durch den Mittelkanal zum Rückflußkanal 14 strömen kann ο

Bei dem dargestellten Steuersobieber gehören zum Rückflußkanal 14 zwei Arme 20 und 21, die die Bohrung 12 an gegenüberliegenden Enden in gleichem Abstand vom Mittelkanal 16 außerhalb der Motoranschlüsse M1 und M2 schneiden. Am Schieberkolben sind zwei weitere TJmfangsrinnen 23 und 24 vorgesehen, welche normalerweise vor den MotoranschlÜBsen liegen. Über Speisekanäle 25 und steht der Einlaß 13 mit Einlaßkammern 27 und 28 in Verbindung, welche die Bohrung 12 an gegenüberliegenden Selten des Mittelkanals zwischen dem letzteren und den Motoranschlüssen M1 und M2 schneiden„

In den Arbeitsstellungen verbindet der Sohieberkolben den Einlaß 13 mit dem ausgewählten Motoranschluß über einen der Speisekanäle 25 oder 26 und die zugehörige Einlaßkammerc Der Druckmittelzufluß vom Einlaß zum ausgewählten Motoranschluß hängt davon ab, wieviel von dem zugeführten Druckmittel über den geöffneten Mittelkanal 16 Im Nebenschluß zum Rückflußkanal 14 strömen kann. In üblicher Weise ist der Mittelkanal 16 vollständig versperrt, wenn sich der Schieberkolben in der vollen

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Arbeitestellung befindet, so daß das gesamte vom Einlaß kommende Druckmittel dem ausgewählten Motoranschluß zuströmen muß, um den an den MotoranschlÜssen M1 und M2 angeschlossenen Motor mit Höchstgeschwindigkeit zu betätigen.

Wenn der gesteuerte Motor nicht mit Höchstgeschwindigkeit arbeiten soll, muß der Schieberkolben in eine . Zwischenstellung gebracht werden, in der ein Teil des zufließenden Druckmittels am Schieberkolben vorbei zum hinteren Arm des Mittelkanales gelangt und der ausgewählte Motoranschluß nur noch das restliche Druckmittel empfangen kann. An gegenüberliegenden Stirnflächen der Kolbenschieberabschnitte 31 und 32 neben der Umfangsrinne 19 befinden sioh Dosierkerben 29 und 30, welche durch Drosselung die Dosierung des im Nebenschluß abgeleiteten Druckmittels erleichtern, so daß der Motor mit einer gewünschten Geschwindigkeit betrieben werden kann, die durch die Lage des Schieberkolbens definiert ist. In der nachfolgenden Beschreibung soll die Drosselöffnung durch die das von der Pumpe kommende Druckmittel über die Schieberkolbenrinne 19 und/oder die Kerben 29 oder 30 den hinteren Arm 18 des Mittelkanals erreicht, als "Neutral-Drossel" bezeichnet werden»

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Die außen liegenden Enden der Kolbenschieberabsehnitte 31 und 32 wirken mit den stehengebliebenen Teilen der Bohrung 12 zwischen den Einlaßkammem und den Motoranschlüssen als Drossel über die das arbeitende Druckmittel zu den Motoranschlüssen strömt. In der nachfolgenden Beschreibung sollen diese drosselnden Durchtrittsöffnungen für das arbeitende Druckmittel der MotoranschlüBse ale "Hochdruck-Drossel¹¹ bezeichnet werden,Obwohl sie-wie es bei einigen Schieberanordnungen der Fall ist - auch im Einlaßteil der Speisekanäle 25,26 vorgesehen sein kann.

Ss sei noch darauf hingewiesen, daß die sogenannte Folgeschaltung so ausgebildet ist, daß beim Verschieben des Schieberkolbens in eine Arbeitsstellung der ausgewählte Motoranschluß mit der zugehörigen Einlaßkammer 27 oder 28 in Verbindung tritt, bevor der Pumpendruck am Einlaß 13 einen so großen Wert erreicht, daß er das üblicherweise bei solchen Steuerschiebern vorgesehene, hier aber nicht dargestellte_t Überdruckventil Öffnete

Solche Steuerschieber hat man in der Vergangenheit bereits mit den verschiedenartigsten Druckkompensationsventilen versehen, die alle nach dem gleichen Regelprinzip arbeiten, d.h» den zum ausgewählten Motoran-

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schluß fließenden Druckmittelstrom in Abhängigkeit von der Druckdifferenz an einer Hochdruckdrossel verändern, wenn sieb die Belastung des gesteuerten Motors ändert. Generell geborte zu solchen Druckkompensationsventilen ein Schieberkolben, welcher auf die Druckdifferenz anspricht, um das zuströmende Druckmittel zwischen dem ausgewählten Motoranschluß und einem Rückflußkanal so aufzuteilen, wie es der Einstellung des Steuerschieberkolbens entspricht.

Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls einen Durchflußregler, mit dem der gesteuerte Motor unabhängig von Belastungsschwankungen auf einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit gehalten wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch das angesprochene Problem in anderer Weise angegangen. Generell wird auf eine Hochdruckdrossel verzichtet und der Durchfluß zum ausgewählten Motoranschluß in Abhängigkeit von Schwankungen der Druckdifferenz an der Heutraldrossel geregelt.

Bei der Aunfühnmfreform der Erfindung gemäß Pig· 1 besteht der Durchflußregler aus einen mit gleioh großen gegensinnig wirkenden Druokangriffsflächen versehenen Ventil· stopfen 35 und einem schwachen Oberdruckventil 36. Der Ventiletopfen 35 ruht axial versohieblich in einer Druck kammer 37, die sich in irgendeiner geeigneten Weise

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belüften läßt, um das Ventil bei Bedarf zu öffnen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen» daß am Umfang des Ventilstopfens ein gewisses Spiel vorgesehen wird. Der Ventilstopfen 35 kann mit seinem Außenende 38 einen ringförmigen Ventilsitz 39 am Auelaßende des hinteren Hittelkanalarmes 18 beaufschlagen _t Falls erwünscht, kann man den Ventilstopfen 35 auch geringfügig in Schließrichtung vorspannen. Das im hinteren Arm 18 des Mittelkanals strömende Druckmittel muß durch den Ventilsitz 39 hindurchtreten, um den Rückflußkanal 14 zu erreichen.

Wenn der Ventiletopfen seinen Sitz 39 beaufschlagt, versperrt er den Durchfluß vom hinteren Arm 18 des Mittelkanals zum Rückflußkanal 14. Der Druck des durchfließenden Druckmittels kann jedoch auf das Außenende 38 des Ventilstopfens einwirken, um den letzteren vom Sitz ganz oder teilweise abzuheben, sobald die am Außenende 38 angreifende Kraft größer wird als das am anderen Ende dee Ventilstopfens angreifende Druckmittel In der Druckkammer 37·

Das schwache Überdruckventil 36 1st eingangsseitig über eine Leitung 41 mit dem Auslaß der Pumpe und dem Einlaß 13 des Steuerschiebers verbundenο Der Auslaß des Überdruckventils 36 steht mit der Druckkammer 37 über eine

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Leitung 42 in Verbindung, Pur den Betrieb wird die Druckfeder 43 so eingestellt, daß sie das schwache Niederdruckventil geschlossen hält, solange der Pumpeneinlaß noch nicht mit dem ausgewählten Motoranschluß in Verbindung steht. Lediglich als Beispiel sei erwähnt, daß die Feder 43 so eingestellt werden kann, daß das Überdruckventil immer dann öffnet, wenn der Druck am Einlaß 13 des Steuerschiebers einen Wert von 14 atü erreicht. Durch diese Einstellung des Überdruckventils bleibt der Brück in der Druckkammer 37 stets um 14 atü kleiner als der Strömungsmitteldruck am Einlaß 13 dee Steuerschiebers bei beliebiger Arbeltsstellung des Schieberkolbene 11· In der Feutraletellung des Sohieberkolbens jedoch strömt das gesamte von der Pumpe kommende Druckmittel mit geringem Druck oder ohne Druck durch den Mittelkanal 16 sum Rüokflußkanal 14 ohne Behinderung durch den Ventiletopfen 35.

Wenn der gesteuerte Motor durch eine dosierte Speisung des Motoranschlusses M1 nicht mit roller Geschwindigkeit laufen soll« muß der Sohleberkolben in eine teilweise Arbeitsstellung, beispielsweise rechts der Heutralstellung, verschoben werden, so daß der Sohieberkolbenabschnitt 31 nur geringfügig in den Teil der Bohrung 12 eindringt, über den der vordere Arm des Mittelkanals

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mit dem hinteren Arm in Verbindung steht. Die Pig. 4 zeigt den Schieberkolben in einer solchen DoBierstellung. In diesem Zusammenhange sei darauf hingewiesen, daß die Dosierung auch dann erfolgen kann, wenn sich der Schieberkolben in einer etwas veränderten Stellung befindet, in der ein Teil des vom Einlaß kommenden Druckmittels sum hinteren Arm des Hittelkanals über eine öffnung strömen kann, die am Rand der Schieberkolbenrinne 19 entsteht.

In der in Fig. 4 dargestellten Schieberkolbensteilung strömt ein Seil des vom Einlaß 13 kommenden Druckmittels über eine von der Dosierkerbe 29 definierte öffnung zum hinteren Arm 18 desMittelkanals. Eine solche Drosselung des Hlttelkanals durch den Schieberkolben führt zu einem schnellen Druckanstieg am Binlaß, der die Druckeinstellung von 14 atü am Oberdruckventil überschreitet, so daß das von der Pumpe kommende Druckmittel in die Druckkammer 37 eintritt und am Ventilstopfen 35 eine Schließkraft erzeugt. Durch das schwache Oberdruckventil 36 wird in jeder Arbeitsstellung des Schieberkolbens der Strömungsmitteldruck am Einlaß 13 um 14 atü größer als der Strömungsmitteldruck in der Kammer 37. Dies heißt mit anderen Worten, daß das Oberdruckventil bestrebt let, an der Neutraldrossel einen Druckabfall von 14 atü aufrechtzuerhalten.

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Sobald in dieser Weise am Ventilstopfen 35 eine Schließkraft sntstoht, steigt der Einlaßdruck schnell auf einen Wert an, der groß genug ist, die Last am gesteuerten Zylinder zu überwinden, so daß das Druckmittel dann vom Einlaß über den Speisekanal 25 zur Einlaßkammer 27 strömt, die dann über die Umfangsrinne 23 des Schieberkolbens mit dem Motorensohluß M1 verbunden ist.

Bei hydraulisch betätigten Haschinen, wie beispielsweise Frontladern, Baggern und derglo, schwankt im allgemeinen die Zylinderbelastung in einem erhebliohen Umfang, so daß es nicht möglich ist, die Arbeitsgeschwindigkeit des Zylinders auf einem gewünschten konstanten Wert zu halten, wenn nicht irgendwelche Durchflußregler vorgesehen sind, ait denen bestimmt wird, in welchem Maße das Druckmittel zu dem oder den gesteuerten Zylindern bei Belastungsfinderungen. strömt.

Im vorliegenden Falle ergibt sich bei einerLaetvergrößerung am vom Schieberkolben 11 gesteuerten Zylinders ein Druckanstieg am Motoransohluß M1, der sich dann als entsprechender Druckanstieg am Einlaß 13 und im vorderen Arm 17 des Mittelkanals 16 gegenüber dem Druck im hinteren Arm 18 des Mittelkanals bemerkbar macht. Zusammen mit

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diesem Anstieg des Einlaßdruckes ergibt sieb ein entsprechender Druckanstieg in der Druckkammer 37 gegenüber dem Druck im hinteren Arm 18 des Mittelkanals, so daß der Ventilstopfen in solchem AuamaB in Richtung Schließstellung gedrückt wird, daß es au einer weiteren Beschränkung der Verbindung zwischen dem Bückflufikanal und dem hinteren Arm 18 des Mittelkanals kommt. Hierdurch wird dann der Druck im hinteren Arm 18 auf einen Wert erhöht, der notwendig 1st, um den Druckabfall von 14 atü an der Neutraldroseel wieder herzustellen,, Da auf diese Velse der ffebensohluß-Durohflue gesteuert und geregelt wird, mufi das für den Motor sux Verfugung stehende überschüssige, von der Pumpe kommende Druckmittel, im wesentlichen konstant bleiben.

Wenn sich die Lest am Zylinder vermindert, wird auch der Druckabfall an der Veutraldroseel kleiner aufgrund des Druckabfalles am vorderen Arm 17 des Mlttelkanals. Der verminderte Binlaßdruok erseugt dann einen entsprechenden Druckabfall In der Druckkammer 57, eo dafi sich der Ventiletopfen durch die Xinwlrkung der Kraft an seine« AuSenende, die Ib hinteren An 18 dee Mittelkanals entstellt, In öffnungsriohtung verschiebt, eo daß auch Jetst wiederum der Druck in dem hinteren Arm 18 des

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Mittelkanals soweit vermindert wird, daß an der Ventraldrossel der Druckabfall τοη 14 attt wieder hergestellt wird.

Ee zeigt eioh also, daß das schwache Überdruckventil 36 mit dem Ventiletopfen 35 In allen DobierStellungen des Sobieberkolbens so susaasenwirkt, daß an der leutraldrossel ein gleichförmiger Druckabfall aufrechterhalten wird und der DruckaittelBufluß sum gesteuerten Motor einen konstanten Wert behält, durch den slob die gewttnsehte glelohfSnlge irbeitsgesebwindlgkeit auch bei Schwankungen der Belastungen ergibt·

falls erwünscht_v können der Ventiletopfen und das sehwaohe Überdruckventil in einen gemeinsamen Oebiuse untergebracht werden, wie es die Fig. 2 seigt. Sin solches Gehäuse kann der Anslafiabsehnltt eines gestapelt aufgebauten Steuer-BOhleberaggregatee 46 sein, wie es in der USA-Patentschrift 3 134 402 beschrieben ist, ohne daß sein dasu die Ventilanordnung nach desj genannten Patent absuftndern braucht· Bei dieses Ventil mündet der Speisekanal 47 an der Unterseite des lotsten Steuerschiebers des Stapels, genauso wie der Auelaßkanal 48 und der hintere Am 49 des Hittelkanals.

Das Oehiuse 45 benötigt also drei Anschlüsse 50,51,52

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-leseiner Oberseite, die auf den Speisekanal 47, den hinteren Arm 49 dee Mittelkanale und den Auelaßkanal ausgerichtet sind. Der Anschluß 50 steht somit über den Speisekanal 47 mit dem niohtdargestellten Einlaß des Yentllaggregates in Verbindung, um über eine Leitung 41' eine Verbindung sum Einlad des aohwaohen Überdruckventils 36* herzustellen. Der Auelaßkanal 52 führt zu einem Sammelbehälteranechluß 54 am Boden des Gehäuses. Der Yentilstopfen 35* arbeitet in einer Druckkammer 37'» welche axial auf den Sammelbehälteranschlufi ausgerichtet aber von diesem durch einen Stopfen 55 abgesperrt 1st.

Oar Ansoblud 51 führt nach unten in einen vergrBeertan oberen Seil 56, der Druckkammer 37' und steht mit dam Auslafikanal 52 durch eine kurse Querbohrung 57 in Verbindung. Ein weiterer Kanal 42* des Gehäuses verbindet den Auslaß des Überdruckventils mit der Druckkammer 57'·

Solange der Schieberkolben des Steuerschiebers nicht In eine Arbeitsstellung verschoben 1st, bleibt das überdruckventil geschlossen, so da£ das von der Pumpe kommende und mm Unlaß das Yentilaggregates eintretende Druckmittel über dan hinteren lxm 49 de· Mittelkanale austritt den Ventilstopfen 55' vom Slts abhabt und im wesentlichen unbehindert den AnslaBkanal 52 erreicht.

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Wenn auch bier wieder zum Zwecke der Erläuterung augenommen werden soll, daß das achwaehe überdruckventil so eingestellt 1st, daß es bei 14 attt auelöet, befindet sieb die Druckkammer 37' unter einen Druck, der um 14 attt geringer 1st ala der Druck im Speisekanal 47 und damit am EInIaB dee Steuerschiebers so lange ein Hydrometer betätigt wird. Das heißt mit anderen Worten, dafi die gewünschte Hafcü-Druckdlfferenz wie suvor beschrieben an der Beutraldsrosael aufrechterhalten wird.

Bei den bisher beschriebenen AusführungsfoGDBen der findung arbeitet der Ventilstopfen mit einem einregeln baren schwachen Überdruckventil gun, um den gewunsohten Druckabfall an der Hiederdruekdrossel aufreehtsuer-' halten. Im wesentlichen das gleiche Ergebnis ISBt sich dadurch erzielen, dad man am Auslaß des Mlttelkanala 61 in dem Steuerschieber 62 der Zig. 3 einen Yentiletepfen anordnet, der mit ungleich ausgebildeten Druckangriff β* flächen versehen ist. In diesem letsteren Falle wird ein schwaches Oberdruckventil nioht benötigt, aufgrund der besonderen Ausbildung des Yentilstopfens.

Bei dem Steuersohleber 62 der flg. 3 steuert ein Sebleberkolben 63 die Verbindung swlsohen Kanälen, die etwa« anders angeordnet sind als bei der AnsfHhrungsform das

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Erfindung gemäß Pig. 1. Aber auch hier wird der Druckmittelfluß zu zwei Motoranschlüssen N1 und M2 in gleicher Weise geregelt.

Zum Hittelkanal 61 gehört wiederum ein vorderer Arm 65 und ein hinterer Arm 66» der normalerweise mit dem vorderen Arm Über die Kolbenschieberbohrung 67 und eine Umfangerinne 68 des Schieberkolbens in Verbindung steht« Bin Auslaßkanal 69 schneidet die Bohrung 67 zwischen den beiden Motoranscblüssen und hat wie zuvor die Aufgabe, daß von den Motoren zurückfließende Druckmittel zum Sammelbehälter zu leiten. Der hintere Arm 66 des Mittelkanals steht mit dem Rückflußkanal 69 über einen ringförmigen Ventilsitz 70 in Verbindung.

Der mit einem Teller versehene Ventilstopfen 60 weist einen Schaft 71 auf, der in einer Druckkammer 72 arbeitet. Am Schaft ist etwas Spiel vorhanden. Der Teller 73 des Ventils beaufschlagt den Ventilsitz 70«

Das aus dem hinteren Arm 66 des Mittelkanale austretende Druckmittel beaufschlagt normalerweise den vergrößerten Kopf ₉ d.h. den Teller des Ventilkörpers,um eine öffnungs-

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kraft zu erzeugen, deren GrSSe der Fläche des vergrößerten Kopfes proportional ist. Die Druckkammer 72 steht unter dem Pumpenauslafidruck und ist zu diesem Zweck über eine Leitung 74 mit einem Speisekanal 75 verbunden, der zum vorderen Arm 65 des Mittelkanale führt.

Durch entsprechende Dimensionierung der Durchmesser von Ventilschaft und Ventilkopf ist es möglich, an der Heutral-Droseel die gewünschte Druckdifferenz zu erhalten, genau wie es bei der erstbeschriebBuen Ausführungeform der Erfindung der Fall war.

Sin weiteres Merkmal des Steuerschiebers der VIg. > liegt darin, daß hler für eine Hohlsogunterdrüokung gesorgt Wird, wenn am expandierenden Ende des gesteuerten hydraulischen Zylinders durch den Angriff der Last die Pumpe den Zylindram nicht eohnell genug wieder auffüllen kann· Wenn dies geschieht, ist die Pumpe außer*» stände» den gesteuerten, mit dem expandierenden Ende des Zylinders verbundenen Kotoransohluß zu speisen und es wird am gegenüberliegenden Ende des Zylinders das Druokmittel mit erhöhter Geschwindigkeit abgegeben· Bei einer solchen Erscheinung feilt der Druck am vorderen Arm 65 des Mittelkanals auf einen Druck ab, der kleiner let als der steigende Druck im Auslaßkanal 69· Unter solchen

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Bedingungen kommt es durch den lastbedingten Druckanstieg im Auslaßkanal 69 zur Öffnung eines Rückschlagventile 80 in einer Leitung 81 mit der der Rüokfluflkanal mit dem vorderen Arm des Mittelkanala verbunden ist. Das Druckmittel kann dann vom Auslaßkanal zum Speisekanal gelangen, um zusammen mit der Pumpe das expandierende Ende des Zylinders aufzufüllen.

Die Leitung 81 und das Rückschlagventil 80 können wahlweise vorgesehen sein und sich dann als äußerst zweckmäßig Del Steuerschiebern erweisen, und zwar vor allem bei solchen Steuerschiebern, bei denen der Schieberkolben eine Treib -Stellung hat, um unabhängig von der Belastung des Zylinders in der Treibstellung einen angemessenen Pumpendruck sieb erzustellen· Wenn man die mit einem Rückschlagventil gesteuerte Leitung 81 verwendet, ist es von Torteil, im Rückflußkanal 69 eine Drossel 82 vorzusehen ο

In der Fig. 4 ist der Durohflußregler 84 in Verbindung mit einem hydraulischen Steuersohleber 85 gezeigt, der dem der Pig. 1 ähnlich ist, mit der einzigen Ausnahme, daß hier der Schieberkolben 11 teilweise in die Arbeitsstellung, d.h. in eine Dosierstellung gebracht wurde. In einer solchen Lage des 8chleberkolbens strömt das

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von der Pumpe am Einlaß 13 des Steuerschiebers zugeführte Druckmittel teilweise durch die Drosselkerbe 29 zum hinteren Arm 18 des Mittelkanals und sum Teil durch den Speisekanal 25 und die Umfangsrinne 23 des Schieberkolbens zum Motoranschluß M1. Das vom Motoranschluß M2 zurückkehrende Druckmittel strömt über die TJafangerinne 24 zum Auslaß oder Rückflußkanal 21.

Der Durchflußregler 84 hält den Strömungsmittelzuflufi zum Hbtoransohluß H auf einem im wesentlichen konstanten Wert unabhängig von Last Schwankungen am gesteuerten Motor. Unterschiedlich gegenüber den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist jedoch die Anordnung eines axial verschiebliohen Ventilkolbens 87, dessen gegenüberliegende Bndabschnitte 88 und 89 unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Sine Verbindung zwischen dem hinteren Arm 18 des Hittelkanals und dem Rückflußauslaß 90 erfolgt über eine umfangsrinne 91 des Ventilkolbens 87·

Der mit geringem Durchmesser auegebildete Teil 88 des Ventilkolbens ruht in einer Bohrung 92, die gegenüber dem Kolben teil 88 etwas Spiel hat. Der mit größerem Rpehmeeeer ausgebildete Teil 89 des Ventilkolbens arbeit in einer Gegenbohrung 93· Auoh hier let am umfang ein Spiel

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vorgesehen, dafi das Druckmittel absickern kann· Bohrung 92 und Gegenbohrung 9 3 sind an den Enden verschlossen, um Druckkammern oder Zylinder eu bilden, in denen die gegenüberliegenden Endteile des Yentilkolbens arbeiten können. Das innere Ende der Gegenbohrung 93 kann -beispielsweise über eine Leitung 94 - βτη RUckflußauelaß 90 belüftet sein.

Das geschlossene Ende der Bohrung 92 steht über eine Leitung 95 mit dem vorderen Arm 17 des Hittelkanals in Verbindung. Das Außenende der Gegenbohrung 93 ist über eine Leitung 96 mit dem hinteren Arm 18 des Mittelkanals verbunden. Auf diese Weise spricht der Ventilkolben auf lastbedingte Schwankungen der Druckdifferenz an der Neutral-Drossel (öffnung 29) an_v über die das Druckmittel vom Einlaß sum hinteren Arm des Mittelkanals strömt. Der Ventilkolben wird axial verschoben, um den Durohflufi vom hinteren Arm 18 des Mittelkanals sum Aus«* IaS 90 su vermindern oder eu vergrößern, damit der gewttnsohte Druckabfall an der leutral-Droseel aufrechterhalten bleibt.

Ss ist offensichtlich, dad der Ventilkolben 87 genau so wie das Ventil gemäß Pig. 3 ungleich druekmÄflig beauf-

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sohlagt wird« so dafi auch hier kein sobwaohes überdruokventil benötigt wird.

Die Pig. 5 und 6 βeigen sohematieoh einen Binfaohkolbenachieber gesdU des in *ig. 3 offenbarten· Hler elnd jedoch etwas unterschiedlich auegebildet· Durohflußregler vorgesehen, die an der Veutraldxossel in jeder Dosierstellung des Sohleberkolbene eine konstante Druokdifferens aufrechterhalten.

Der Durohflußregler 98 der 7ig. 5 arbeitet in einer langgeetreokten Bohrung 99» die den hinteren im 66 des Hlttelkanals 61 und einen alt Abstand daneben angeordneten Auslafikanal 101 schneidet. Die Bohrung 99 let an gegenüberliegenden Baden verschlossen, um dort Druekkamern su bilden· In der Bohrung 99 ist ein Yentilkolben 100 axial verschiebbar awlsohen einer Tollstttndig geöffneten Stellung, in der der Yentllkolben das linke Ende der Bohrung beaufschlagt,und in entgegengeeetster Richtung liegende Drosselsteilungen, in denen sehr und mehr der Durchfluß voa hinteren Axa 66 dee Nittelkanale 61 zu« Anslaß 101 abgesperrt wird. Das linke Ende der Bohrung 99 steht fiber einen Kanal 102 mit de» vorderen Arm 65 des Mittelkanale in Verbindung, so dafi der Yentilkolben 100 in Sohlieeriohtung von der Kraft des

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. Druckmittels beaufschlagt wird, die dem Steuerschieber an Einlad zugeführt wird.

Zwischen dem Ventilkolben 100 und einer Stellschraube befindet sich eine Druckfeder 104» die bestrebt let» den Ventilkolben in der dargestellten» weit geöffneten» Stellung zu halten.

Die Wirkung der Feder 104 läßt sich mit der der feder in dem schwachen Überdruckventil der flg. 1 vergleichen. In beiden Fällen mud der Pumpenauelafidruok eine Federkraft ton beispielsweise 14 attt überwinden» bevor es *u einer Droeselbewegung des Ventilstopfens oder des Tent11-kolbens 100 kommen kann. Aus diesem Grunde spricht der Ventilkolben auf lastbedingte inderungen der Druokdifferens an der leutral-Droseel genau so an wie der Ventiletopfen der Fig. 1«

Bas gleiohe läßt sich von dem federbelasteten Kolbenschieber 108 sagen» der bei der Ausftthrungsform der Fig· als Tkirohflußregler 109 dient. Wie die Zeichnung seigt, ist der Schieberkolben 108 in einer Bohrung 110 axial versohieblloh, welche an beiden Enden geschlossen 1st und einen Auslaßkanal 111 an einer Stelle durchquert, die dem hinteren Arm 66 des Mittelkanals 61 benachbart 1st.

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Eine ttnfangerinne 112 dee Schieberkolbens 108 stellt normalerweise eine Verbindung zwisohen dem hinteren Arm 66 des Mittelkanals und dem AuslaBkanal 111 her«.

Mit einer Druckfeder 113 wird der Schieberkolben 108 in die vollständig geöffnete Stellung gedrückt, in der das linke Ende der Bohrung 110 beaufschlagt wird. Dieses Ende der Bohrung steht über einen Kanal 102 mit dem vorderen Arm 65 des Mittelkanals in Verbindung, wehrend das gegenüberliegende Ende dieser Bohrung mit dem hinteren Arm 66 des Mittelkanals über eine Winkelbohrung 114 des Kolbensohiebers in Verbindung steht.

Der links liegende Abschnitt des Schieberkolbens 108 let dem Ventilkolben.100 der vorerw&hnten Aueführungeform der Erfindung aequivalent. Mit ihm wird der Verbindungsquersohnitt swlsohen dem hinteren Arm 66 des Mittelkanals und dem Auelaßkanal 111 in Abhängigkeit von der Druokdifferens an der Heutraldrossel (Kerben 29 oder 30) in jeder Doslerstellung des Steuersohleberkolbens 63 gesteuert.

Die Tig. 7 und 8 seigen sohematlsoh, wie ein selbstfindiger Durohflußregler 120 als Zubehör für übliche Verdrängerpumpen und konventionelle Steuersohieberaggregate

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▼erwendet werden kann, die hler ale Mehrfaohsohieber dargestellt sind· In einer solchen Anordnung arbeitet der Durohflußregler 120 bezüglich der Geschwindigkeltsreglnng des Motors In der erfindungsgemälten Weise. Bei den einseinen Steuerschiebern kann es sich um Sarallel-• oder -fieihen-Parallelsohaltungen oder aber auch ion Kombinationen beider handeln. Die hier dargestellten Tentile arbeiten in Reihen-Parallelschaltung.

Die beiden Durchflußregler 120 sind nahesu den Durchflufireglern der VIg. 2 identisch, denn auch hler sind gesonderte Gehäuse 121 vorgesehen, die einen Tentilstopfen 35* und ein schwaches überdruckventil 36* neben diesem Tentilstopfen enthalten.

Der Tentilstopfen 35* arbeitet in einer Druckkammer 37* und beaufschlagt mit seinem oberen Bnde einen Tentilsits 39*» ι» die Terbindung zwischen einem Einlaeansohlufi $1* und einem Sanmelbehälterkanal 57* su steuern. Der Semmel behälterkanal mündet genau wie der Einlafiansohlue 51* an der Oberseite des Gehäuses und ein PumpenanschluB 50*, der sum Überdruckventil 36* führt. Eine Leitung 122 verbindet den Einlaßanschluß 51* mit dem hinteren Endteil des Mittelkanale 127 des Steuereohleberaggregates 123. Innerhalb des Gehäuses verbindet ein Kanal 42* das untere

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Ende der Druckkammer 37 · mit den Auslafi des überdruokventils 36·, welches mit einer einregelbaren Druckfeder 43* in SohlieBetellung wirkt.

Dee Steuersohieberaggregat 123 der fig. 7 besteht aus einem Gehäuse 104 mit swei Steuersohleberkolben 125 and 126, die jeweils seitlich benachbarte vordere und hintere Arme des Hittelkanals 127 durchaeteen. Zum Mittelkanal gehört auoh der Speisekanal der Reihen-Parallel-Anordnung. Das vordere Ende des Mittelkanals steht mit dem Steuerventilaggregateinlaß 128 in Verbindung, während das hintere Ende des Mittelkanals an der Unterseite des Ventilgehäuses su einem AuslaBansohlufi 129 führt. Der AuslaBansohlufi 129 steht über eine Leitung 130 mit dem Sammelbehälter 15 in Verbindung»

Der Sammelbehälterkanal 57' des Durohflußreglere kann, wie dargestellt, mit der Leitung 130 oder aber auoh, falls gewünscht, mit einer gesonderten Leitung mit dem Sammelbehälter verbunden sein. Eine Leitung 131 verbindet den Einlaß 128 des Steuerschieberaggregatee mit dem Pumpenausgang, welcher auoh Über eine Abzweigleitung 132 mit dem Überdruckventil 36' verbunden ist, damit der Pumpenauslafidmok in öffnongsrlohtung am Überdruckventil angreifen kann· Auch in diesem falle wird der

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Ventiletopfen 35* in jeder Doeierstellung des Schieberkolbene 125 oder 126 relativ zu seinem Ventilsitz bewegt» um die gewUnsohte Druckdifferenz an der von den betätigten Steuerschieberkolben definierten Neutral-Drossel aufrechtzuerhalten. Auf diese Weise wird der Durchfluß durch den offenen Mittelkanal auf einem konstanten Wert gehalten unter Abzweigung eines Druckmittel-Stromes zum ausgewählten Motoransohluß, so daß dieser mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit betätigt wird, die der Dosiereinstellung des betätigten Steuersobleberkolbens entspricht.

Die Aueführungsform der Erfindung gemäß Fig. Θ deckt eioh weltgehend mit der zuvor beschriebenen Ausführungeform nach Fig. 7 mit Ausnahme der Tatsache, daß der Einlaß des Überdruckventils 36* über eine Leitung 135 mit der Speiseleitung 131 verbunden ist. Die Leitung führt zu einem Kanal 132¹ im Inneren des Ventllaggregatgehäuses 124, welcher an seinem anderen Ende mit dem vorderen Arm des Mlttelkanals 127 in Verbindung steht. Der Kanal 132* mündet an der Unterseite des Gehäuses 124.

Der Abstand zwischen den drei Anectalußöffmmgen an der Oberseite des Durohflußreglergehäusee 121 deckt eioh mit den Abständen der Anschlüsse an der Unterseite des

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Steuersohiebergehäuses 124 der Fig. 8. Auf diese Weise läßt sieh das Gehäuse 121 des Dorchflußreglere mit Schrauben oder in sonstiger Weise unmittelbar an der Unterseite des SteuerBohiebergehänses befestigen, um auf diese Weise die gewünschten Verbindungen herzustellen.

JUr den Fachmann ist aus der vorstehenden Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich, daß die Erfindung einen besondere einfachen wirkungsvoll arbeitenden Durchflußregier für Steuersohieber offenbart, die einen mittleren Durchflußkanal aufweisen.

Abweichend von den vorstehend beschriebenen und dargestellten Auefübrungsforaen läßt sich die Erfindung durch den Fachmann in verschiedenster Weise abwandeln und modifizieren.

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Claims

Patentansprüche

1.j Druckkompensierter Steuerschieber zur belastungsunabhängigen Steuerung von Hydromotoren mit einem vom Sohieberkolben gesteuerten Mittelkanal, welcher den Druckmitteleinlaß mit einem Rückflußkanal verbindet und in Abhängigkeit von der Dosierstellung des Schieberkolbens das vom Motor nicht benötigte Druckmittel im Nebenschluß zum Arbeitskreis ableitet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rückflußkanal (10) und dem in Strömungsrichtung hinter dem Schieberkolben (11) liegenden Arm (18) des Mittelkanals (16) ein hydraulisch arbeitendes Durchflußregelventil (32) angeordnet ist, welches in Abhängigkeit vom Druckabfall an einer vom Schieberkolben definierten Drosselstelle des Mittelkanals bei einem belastungsbedingten Druckanstieg am Einlaß (13) in Schließrichtung und bei einer belastungsbedingten Druckverminderung am Einlaß (13) in öffnunger ich tung beaufschlagt wird.

2· Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußregelventil (35) in Öffnungerichtung von dem Druck im hinteren Arm (18) des MIt-

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teUcanals (16) und In Sohliefiriohtung vom einem von den Drucksobwankungen am EInIaB (13) de· Steuerschiebers (10) abhängigen Druck beaufeoblagt wird·

3. Steuerschieber nach Anspruch 1 und 2, dadnrota gekennseiohnet, dafi an Austrittsende dee hinteren Armes (18) dee Mittelkanale (16) ein ringförmiger Ventilsitz (38) vorgesehen let, weleher το» einen Aide elnee Yentiletopfens (35) beaufschlagt wird, dessen anderes Ende Tereohleblleh in einer Druokkaaeer (37) angeordnet ist, welche einen Tem Binlaßdruok abhfin» gigen Steuerdruck empfangt.

4· Steuerschieber nach .Anspruch 3» dadurch gekennselohnet₉ das der Tentilstopfen (55) gleich grofie gegen· sinnig wirkende Iteuekangriifetlichen aufweist·

5· 8teuersohleber naoh iaspruch 1 bis 4» dadurch gekennseiohnett daß swieohen dem HruokmitteleinlaÖ (15) des Steuerschiebers (10) und dem Durohflufiregelventll (35) ein Oberdrueltrentil (36) angeordnet ist, über das das DurohflußregelTentil (35) in Sohlieftriohtung mit einem Druck beaufschlagt wird, der um den luelöeedrnek des Oberdruokrentils (36) kleiner als der Brück am Einlaß (13) des Steuerventile (10) ist.

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6. Steuereotaleber neoh Anepruoh 1 tie 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper dee Durohflußregelventile (60) ungleich groß ausgebildete Druokangriffsfläohen aufweist, mit einem vergrößerten Kopfteil (73) den Ventilsitz (70) beaufschlagt und mit einen mit geringerem Durchmesser auegebildeten Schaftteil (71) vom belaetungsabhängigen Steuerdruck beaufschlagt wird.

7· Steuerschieber naoh Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennseiohnet, daß der Ventilkörper des Durcbflußregelventile (98,109) mit einer ieder (104,113) beaufschlagt ist, welche in öffnungsriohtung wirkt.

8· Steuersohieber naoh Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußregelventil ale Schieberkolben (87) ausgebildet 1st, der in einer den hinteren Arm (18) des Mittelkanals (16) durohquerenden Bohrung angeordnet ist, welche an ihren gegenüberliegenden Enden mit Druckkammern (92,93) versehen ist, von denen die eine (92) rom Einlafldruok (13) in Schliefiriohtung beaufschlagt ist, während die andere Druckkammer (93) vom Druok im hinteren Arm (18) des Mittelkanals (16) empfangt·

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9· ßteuereohieber nach Anspruch 1 bis 91 dadurch ge» kenoBelehnet, dafi er aus einer Verdrängerpumpe Bit konstanter Förderleistung gespeist wird.

10· Steuerschieber Bit mehreren in Relhen-Paralleleohaltung angeordneten Sohieberkolben eur Steuerung einer Hehrsahl von Hydronotoren nach Anspruch 1 bis 9t dadurch gekennzeichnet, daß für s&ntllche Schleberkolben ein geaelneaaea Durohilußregelrentil (120) vorgesehen ist (?ig· 7 u. 8)„

11.Steuerschieber nach Anspruch 1 bis 1O₉ daduroh gekenn« Belohnet, dafi das Durohflufiregelventil (35) in eines gesonderten Gehäuse (45) angeordnet ist» welches Aneohlußmittel (50,51,52) but Verbindung Bit dem Bttckflufikanal, den Auetritteende des Hittelkanals und des Speisekanals eines gesonderten SteuerschiebergehBuses (46) aufweist·

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