DE2531974A1

DE2531974A1 - Druckmittelsteuerkreis

Info

Publication number: DE2531974A1
Application number: DE19752531974
Authority: DE
Inventors: John Arnold Junck; Larry Wayne Lorimor
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1974-07-15
Filing date: 1975-07-15
Publication date: 1976-02-05
Also published as: US3995532A; FR2278966A1; BR7504336A; GB1514985A; FR2278966B1; MY8200029A; CA1014820A; DE2531974C2; JPS5133279A; HK72183A; BE830706A

Description

Hamburg, den 12. Juli 1975 175775 .1417 JAB Priorität:15α Juli 1974-, U.S.A. Pat.Anm.Nr. 488 748

Anmelder:

Caterpillar Tractor Co«

Peoria, Hl₀, U.S.A.

Druckmittelsteuerkreis

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckmittelsteuerkreis zur Regulierung einer Verbindung zwischen einer Druckflüssigkeitsquelle und einem Hydraulikmotor. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Steuerkreis, der zur Regulierung eines hohen Flüssigkeitsdruckes vorgesehen ist, wie er gewöhnlich beim Betrieb verschiedener Maschinen, wie z.Be Erdbaumaschinen erforderlich ist« Die Erfindung bezweckt hauptsächlich

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einen verbesserten Betrieb eines Steuerventils im Druckmittelkreis und ein verbessertes Ansprechverhalten des Motors auf eine Betätigung des Steuerventils.

In Hydraulikkreisen ist eine Druckmittelquelle mit einem Einlaß eines Steuerventils.verbunden, wobei ein Überströmventil vorgesehen ist, um für eine belastungsabhängige Betriebsflüssigkeitsströmung und einen belastungsabhängigen Druck zu sorgen, wenn das Steuerventil so eingestellt ist, daß eine Druckmittelverbindung von seinem Einlaß zum hydraulischen Motor besteht. Sonst kehrt das von der Quelle in die Einlaßkammer eintretende Druckmittel bei einem nur sehr kleinen, durch eine Feder in dem Überströmventil erzeugten Widerstand zu einem Ablauf zurück. Ein derartiges Einlaß-Überströmventil ist so eingestellt, daß es mit Flüssigkeitssignalen, welche vom Steuerventil an das Federkammer-Ende des Überströmventils gelegt sind, eine Druckmodulation einleitet.

Belastungskompensierende Strömungs-Steuerventile dieser Art werden verwendet, weil dann die Quelle oder Pumpe nicht gegen einen wesentlichen Widerstand arbeiten muß, wenn kein Flüssigkeitsdruck auf den Motor gegeben wird. Da außerdem der durch das Einlaß-Überströmventil aufgebaute modulierte Druck eher eine Funktion des Arbeitsdruckes und des Druckwertes der Ventil-Vorspannfeder als ein willkürlich festgelegter Druck ist, wirken verringerte Strömungskräfte'auf den Steuerventilschieber, durch welche dessen Betätigung erleichtert wird. Bekannte, lastkompensierende Strömungssteuer-

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kreise sind beispielsweise in den US PS 5260 325, 3 566 74-9 und 3 693 506 beschrieben. Zum Stand der Technik gehören auch die US PS 2 941 547 und 3 718 159.

Bei den bekannten Steuerkreisen muß das Hauptsteuerventil gewöhnlich unter Einhaltung enger Herstellungstoleranzen aufgebaut sein, so daß verschiedene Strömungsdurchgänge im Steuerkreis wie erwünscht gleichzeitig öffnen und schüren. Außerdem spricht das Einlaß-Überströmventil gewöhnlich auf ein oder mehrere Strömungssignale an, die ebenfalls gleichzeitig vom Steuerventil durchgeschaltet werden. Diese Kriterien hinsichtlich des Aufbaus, die in Beziehung zur zeitlich abgestimmten Einstellung der Ventilkomponenten im Steuerkreis stehen, können wiederum zu Problemen führen, wo verschiedene Durchgänge des Steuerkreises in unerwünschter Weise blokiert sind, oder andererseits wo die Durchgänge einer unerwünschten Gegen-oder Querströmung oder Leckverlusten ausgesetzt sind, wodurch sich ein Belastungsabfall ergibt. Unerwünschte Rück- oder Querströmungen scheinen allgemein als größeres Problem in derartigen Steuerkreisen anzusehen zu sein. Die Steuerventile wurden daher gewöhnlich mit einem "toten" oder unempfindlichen Bereich aufgebaut, in welchem die zum Einlaß-Überströmventil führenden Durchgänge beispielsweise weder mit einem Druckdurchlaß noch mit einem Flüssigkeitssäule lbehält er in Verbindung sind, wenn das Steuerventil aus einer Neutralstellung in eine den Motor antreibende Stellung bewegt wird. Ein derartiger Zustand führt zu einem Verlust einer genauen Steuerung des Druckes in der Einlaßkammer.

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Der Druck in der Einlaßkammer neigt· ferner dazu, bis zu einem gewünschten Betriebsdruck moduliert zu werden, der im gleichen Augenblick einsetzt, in dem die Einlaßkammer in Verbindung mit einer Betriebskammer tritt. Zum Zeitpunkt, in dem eine der Betriebskammern mit der Einlaßkammer verbunden wird, ist es daher möglich, daß der Flüssigkeitsdruck in der Einlaßkammer den Druck in der Betriebskammer nicht übersteigen kann, so daß die Druckmittelstörung zur Betriebskammer von der Einlaßleitung einer zwar geringen aber dennoch verwünschten Verzögerung unterworfen ist.

Die Erfindung bezweckt daher die Schaffung eines äruckkompensierenden, hydraulischen Steuerkreises, um die Probleme eier oben beschriebenen Art zu überwinden.

Insbesondere bezweckt die Erfindung die Schaffung eines druckkompensierenden, flüssigkeitsgesteuerten Hydraulikkreises mit einem Steuerventil für einen geregelten Betrieb eines Hydraulikmotors und mit einem auf ein vom Steuerventil kommendes llüssigkeitssignal ansprechenden Einlaß-Überströmventil zur Modulierung des Einlaßdruckes, wenn das Steuerventil in einen den Hydraulikmotor antreibenden Zustand gebracht ist, wobei das Steuerventil Mittel zur Abgabe von Signalen an das Einlaß-Überströmventil aufweist, um die Druckmodulation in der Einlaßkammer vor der Verbindung der Einlaßkammer mit einer Betriebskammer und dem Motor einzuleiten.

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Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung eines druckkompensierenden, strömungsgesteuerten Hydraulikkreises der vorstehend beschriebenen Art, wobei der Hydraulikmotor ein doppelwirkender Motor ist und das Steuerventil zwei Betriebskammern aufweist, welche für eine Verbindung mit verschiedenen Teilen des Motors sorgen, wobei das Steuerventil so ausgebildet ist, daß die andere Betriebskammer mit einem Vorratsbehälter im wesentlichen zur gleichen Zeit verbunden wird, zu der dem Einlaß-überströmventil signalisiert wird, die Modulation des Einlaßdruckes einzuleiten. Ein weiterer besonderer Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines druckkompensierenden, strömungsgesteuerten Hydraulikkreises mit einem Steuerventil für einen geregelten Betrieb eines Hydraulikmotors und mit einem auf die Betätigung des Steuerventils ansprechenden Einlaß-überströmventil, wobei das Steuerventil Mittel aufweist, durch die eine sichere Verbindung des Einlaß-Überströmventils entweder mit einem Ablauf oder mit einer Betriebskammer in jedem Zeitpunkt gewährleistet ist.

Ferner bezweckt die vorliegende Erfindimg die Schaffung eines Steuerventils zur Verwendung in einem druckkompiensierenden, strömungsgesteuerten Hydraulikkreis, der wiederum ein Einlaß-Überströmventil aufweist, wobei das Steuerventil einen verschiebbar in einer Bohrung angeordneten Schieber aufweist, um über diesen eine Flüssigkeitsverbindung zu regulieren und wobei der Schieber und/oder die Bohrung die vorteilhafte neue Ausgestaltung aufweisen, um einen oder mehrere der oben

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erwähnten■Zwecke zu erfüllen.

Ein erfindungsgemäßer Druckmittelsteuerkreis zurRegulierung einer Druckmitteletromung von einer Quelle zu einem Hydraulikmotor weist ein Steuerventil mit einem bewegbaren Schieber zur Herstellung einer Verbindung der von der Quelle in eine Einlaßkammer eintretenden Flüssigkeit mit an den Motor angeschlossenen Betriebskammern auf und besitzt ein Einlaß-Überströmventil, durch welches die Einlaßkammer in Abhängigkeit von Federmitteln und einem von den Betriebskammern über Signaldurchlässe empfangenen Strömungssignal wahlweise mit Druck beaufschlagt wird. Das Steuerventil und dessen Schieber sind erfindungsgemäß vorzugsweise derart ausgestaltet und angeordnet, daß gewährleistet ist, daß die Signaldurchlässe immer entweder mit einer der Betriebskammern oder einem Ablauf 'in Verbindung stehen, um die Betätigung des Schiebers zu erleichtern. Ferner ist das erfindungsgemäße Steuerventil vorzugsweise so ausgestaltet, daß eine Strömungssignalverbindung zum Überströmventil vor einer Verbindung einer Betriebskammer mit der Einlaßkammer aufgebaut wird, um zu gewährleisten, daß das Überströmventil vorher in den gewünschten Zustand gebracht wird, und um das Ansprechvermögjen des Motors auf die Betätigung des Steuerventiles zu verbessern.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung una der Zeichnung, in welchen eine bevorzugte Ausführungsform

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der Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine im wesentlichen schematische, teilweise geschnittene Darstellung eines erfindungsgemäßen druckkompensierenden, s.trömungsgesteuerten Hydraulikkreises zur Regelung der Druckmittelverbindung zu einem Hydraulikmotor, der vorzugsweise Teil einer Erdbaumaschine ist.

Fig. 2 eine vergrößerte, isometrische Darstellung eines in einer Bohrung eines Steuerventils gemäß Fig. 1 verschiebbar angeordneten Schiebers und

Fig. 3 herausgebrochene Teildarstellungen zur Veranschau-

lichung verschiedener Betriebsstellungen des Steuerventilschiebers in seiner Bohrung.

Fig. 1 zeigt einen allgemein mit 11 bezeichneten erfindungsgemäßen Steuerkreis zur Regulierung einer Flüssigkeitsströmung von einer Pumpe oder Druckflüssigkeitsquelle 12 zu einem Hydraulikmotor 13. Der Hydraulikmotor 13 ist vorzugsweise als doppelwirkender Hydraulikzylinder zur Betätigung eines Werkzeuges oder eines anderen Teiles einer Erdbaumaschine 14 ausgebildet.

Die Erdbewegungsmaschine 14 ist vorzugsweise ein Traktor mit einem Planierschieber bzw. einer Planierschaufel 16, die mit

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Hilfe von . Sc h u "barmen 17 schwenkfähig an einem Ende der Maschine angebracht ist. Die Kolbenzylindereinheit 13 weist einen Zylinder 18 mit einer ausfahrbaren Stange 19 auf. Der Zylinder 18 und die Stange 19 sind schwenkfähig am Traktor 14 und an der Schaufel 16 angelenkt, so daß durch Betätigung des Arbeitszylinders 13 die Schaufel 16 angehoben und abgesenkt werden kann. Zusätzliche Motoren oder Arbeitszylinder können, wie z.B. der Arbeitszylinder 21, schwenkfähig zwischen der Schaufel und den Schubarmen 17 angeordnet sein, um beispielsweise die Neigung und/oder Kippung der Schaufel 16 relativ zum Traktor 14 in herkömmlicher Weise einzustellen.

Obgleich die in Fig. 1 gezeigte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung für den Betrieb eines doppelwirkenden Zylinders beschrieben ist, der zur Einstellung eines Werkzeuges oder eines anderen Teiles des Fahrzeuges 14 vorgesehen ist, kann der erfindungsgemäße Steuerkreis auch zur Regulierung anderer Hydraulikmotoren, wie z.B. bei einer Vielzahl von Anwendungsfällen verwendeten einfach wirkenden Arbeitszylindern eingesetzt werden.

Der Steuerkreis 11 weist ein Steuerventil 22 mit einem Ventilkörper 24 auf, in welchem eine Einlasskammer 23 ausgebildet ist, die über eine Leitung 26 und einen Durchgang 27 im Ventilkörper mit der Pumpe 12 in Verbindung steht. Ein Schieber 28 ist verschiebbar in dem Ventil 22 angeordnet und kann durch nicht dargestellte herkömmliche Mittel

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betätigt werden, um wahlweise von der Pumpe 12 in die Einlaßkammer 23 eintretende Flüssigkeit mit entgegengesetzten Enden des Arbeitszylinders 13 zu verbinden, wie unten noch näher erläutert wird.

Ein hydraulisches Überstrom- oder Entlüftungsventil/spricht, wie unten noch erläutert wird, auf Federmittel 32 und außerdem auf ein Flüssigkeitssignal an, um den Flüssigkeitsdruck in der Einlaßkammer 23 zu modulieren, wenn der Schieber 28 aus seiner in Fig. 1 dargestellten Neutralsteilung bewegt wird, um den Arbeitszylinder 13 zu betätigen. Wenn sich der Schieber 28 in seiner Neutralstellung befindet, wird Flüssigkeitsdruck, auf welchen das Überströmventil 31 anspricht, zu einem Ablauf durchgeschaltet, so daß der Flüssigkeitsdruck in der Einlaßkammer 23 dann durch das Überströmventil 31 in Abhängigkeit von der im wesentlichen allein arbeitenden Feder 32 moduliert wird.

Wie oben bereits erwähnt wurde, ist der Steuerkreis 11 vorzugsweise für einen Einsatz bei Anwendungsfällen vorgesehen, welche verhältnismäßig hohe Flüssigkeits-Betriebsdrücke erfordern, die beispielsweise in einer Größenordnung von 2.500 psi (etwa 176 kg/cm ) liegen, um einen Motor, wie z.B. den Arbeitszylinder 13 zu betätigen. Aufgrund der vorliegenden Kombination des Steuerventiles 22 und des Überströmventile s 31» kann Flüssigkeitsdruck in der Einlaßkammer 23 an einen relativen Minimaldruck von beispielsweise 80 psi (etwa 5»6 kg/cm ) angepaßt bzw. moduliert werden, wenn der

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Schj&er 28 in seiner Neutral- oder Halt-Stellung ist. Die Pumpe 12, die gegen diesen Mindestdruck arbeitet, nimmt daher nur eine minimale Leistung auf, und es tritt dabei eine verhältnismäßig geringe Erwärmung in dem Steuerkreis 11 auf, während Flüssigkeit aus der Einlaßkammer 2$ abzieht.

Der Steuerkreis 11 ist außerdem mit Hilfe eines zweiten Steuerventiles 34 für den Betrieb eines zusätzlichen, nicht dargestellten Motors, beispielsweise eines Arbeitszylinders zur Steuerung eines Werkzeuges, beispielsweise eines Aufreißers ausgebildet. Ein Bypass- oder Entlastungsventil 36 spricht auf ein damit verbundenes Pilotsteuerventil 4-0 an und steht auch mit dem Überströmventil 31 in Verbindung. Betriebsflüssigkeitsdruck wird durch das zweite Steuerventil 34- über eine mit der Einlaßkammer 23 verbundene Leitung 37 aufgenommen.

Das Überströmventil 31 kann daher durch das Entlastungsventil 36 in Abhängigkeit von einer Betätigung des Pilotsteuerventile s 40 so eingestellt werden, daß der Flüssigkeitsdruck in der Einlaßkammer 23 und dem über die ■»Leitung 37 mit dem zweiten Steuerventil 34 verbundenen Durchgang moduliert wird. Das zweite Steuerventil 34 wird vorzugsweise durch eine der Leitungen 38 bzw. 39 von dem handbetätigten Pilotsteuerventil 40 gesteuert, um wahlweise Flüssigkeitsdruck durch Betriebsleitungen 41 oder 42 auf einen dadurch betätigten Motor oder Arbeitszylinder zu

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geben. Druckflüssigkeit wird dem Pilotsteuerventil 40 von einer Pumpe 43 zugeführt_β Das Pilotsteuerventil 40 ist über eine Leitung 44 mit dem Entlastungsventil 36 verbunden, um eine unten noch erläuterte Reaktion des Entlastungsventils zu bewirken.

Das Einlaß-Überströmventil 31 ist mit der Einlaßkammer 23 über den verzweigten Innendurchlaß 27 in Verbindung, um eine Strömungsverbindung von der Einlaßkammer 23 und dem Durchgang 27 zu einem gemeinsamen, mit 46 bezeichneten Ablauf- oder Abflußbehälter herzustellen. Das Überströmventil 31 weist einen Schieber oder Kolben 47 auf, der verschiebbar in einer Bohrung 48 angeordnet und durch die Feder 32 nach unten in eine geschlossene Stellung gedrückt wird, siehe Fig. 1. Der Überströmventilschieber 47 unterteilt die Bohrung 48.in eine erste, mit der verzweigten Leitung 27 in Verbindung stehende Kammer 49 am unteren Ende der Bohrung. Eine zweite Kammer 51 ist im oberen Ende der Bohrung 48 ausgebildet. Eine ringförmige Ausnehmung 52 umfaßt die Bohrung 48 und ist mit dem Abfluß 46 über einen Durchlaßkanal 53 verbunden. Ein unterer Abschnitt des Überströmventilschiebers 47 im Bereich der Kammer 49 isN; mit mehreren axial versetzten öffnungen 54 ausgebildet, um die Flüssigkeitsströmung von der Kammer 49 zur Abfluß-Ausnehmung 52 zu modulieren, sobald der Schieber 47 gegen die Feder nach oben gedrückt wird.

Ein Flüssigkeitssignal gelangt über das Entlastungsventil

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durch einen Durchgang 56 in die obere Kammer 51, wie unten noch näher erläutert wird. Weil der Flüssigkeitsdruck in der oberen Kammer 51 cLen Druck in der Einlaßkammer 23 und in der unteren Ventilkammer 49 proportional ist, sorgt ein Überström-Kegelventil 57 nach Bedarf für eine Verbindung der oberen Kammer 51 mit der Abflußausnehmung 52 über einen Durchgang 58, um einen übermäßigen Druck, z.B. über 2.500 psi (etwa 176 kg/cm ) aus der Kammer 51 abziehen zu lassen.

Der Schieber 28 des im folgenden näher erläuterten Steuerventiles 22 ist verschiebbar in einer im Ventilkörper 24 ausgebildeten Bohrung 61 angeordnet. Betriebskammern 62 und 63 sind mit Abstand von der Einlaßkammer 23 auf der Länge der Bohrung 61 ausgebildet. Die Betriebskammer 62 ist über einen im Ventilkörper 24 ausgebildeten Durchlaß und eine Leitung 66 mit dem Kopfende des Zylinders 18 verbunden. Die andere Betriebskammer 63 ist entsprechend über einen weiteren Durchlaß 67 und eine Leitung 68 mit dem Stangenende des Zylinders 18 verbunden.

Abflußkammern 71 und 72 sind jeweils mit Abstand von den Betriebskammern 62 und 63 in der Bohrung 61 ausgebildet.

Der Schieber 28, der, wie unten noch näher erläutert wird, mit einer Reihe von Ringvorsprüngen und Verbindungsnuten oder Durchlässen ausgebildet ist, ist in Fig. 1 in einer mit N bezeichneten Neutralstellung gezeigt. Der Schieber 28 ist nach links in eine mit R bezeichnete Stellung bewegbar, um

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Druckflüssigkeit von der Einlaßkammer 23 über die Betriebskammer 63» den Durchlaß 67 und die Leitung 68 zum Stangenende des Zylinders 18 zu leiten, um die Planierschaufel anzuheben. Der Schieber kann auch nach rechts in eine mit L bezeichnete Stellung bewegt werden, um Druckflüssigkeit von der Einlaßkammer 23 durch die Betriebskammer 62, den Durchlaß 64, und die Leitung 66 in das Kopfende des Zylinders 18 zu leiten, um die Planierschaufel 16 abzusenken. Der Schieber 28 weist außerdem eine mit F bezeichnete Freilauf stellung auf, in welcher beide Enden des Zylinders 18 und die Einlaßkammer 23 mit einer der Abflußkammern 71» in Verbindung stehen, so daß die Planierschaufel 16 der Bodengestalt folgend frei am Boden entlang bewegt werden kann.

Aufgrund der unten noch näher erläuterten erfindungsgemäßen Merkmale des Steuerkreises-11 kann der Schieber 22 durch eine Zentrierfederanordhung 73, welche dem Fahrer die Steuerung über das Ventil 22 erleichtert, mit einer verhältnismäßig geringen Kraft in seine Neutralstellung N gedrückt werden. Ein Rastmechanismus 74 arbeitet mit einer zylindrischen Verlängerung 76 des Schiebers 28 und einem an der Ve rlängerungsstange 76 sitzenden Ringvorsprung 77 mit keilförmigem Querschnittprofil zusammen, um den Schieber 28 in seiner Freilaufstellung zu halten, wenn er aus seiner gezeigten Stellung ausreichend weit nach rechts verschoben wird, um einen Eingriff des RingvorSprunges 77 mit dem Rastmechanismus zu ermöglichen.

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Pig. 2 zeigt, daß der Schieber 28 mit zwei in einem Abstand angeordneten RingvorSprüngeη 81 und 82 ausgebildet ist, die in der Neutralstellung des Schiebers so mit der Bohrung 61 zusammenwirken, daß die Einlaßkammer 23 abgesperrt ist. Zwei gewölbte Dosierungsschlitze 83 grenzen jeweils an die RingvorSprünge 81 und 82 an, um die Einlaßkammer jeweils mit einer der Betriebskammern 62 oder 63 zu verbinden, wenn der Schieber 28 aus seiner Neutralstellung bewegt wird.

Zwei diametral gegenüberliegende Anflächungen bzw. in Richtung der Längsachse verlaufende Ausnehmungen sind an die Dosierungsschlitze 83, 84 angrenzend ausgebildet, um eine Verbindung der Betriebskammern 62 und 63 mit den jeweils zugeordneten Abflußkammern 71 bzw. 72 zu- ermöglichen« Die jeweils paarweise angeordneten Anflächungen sind mit 86 bzw. 87 bezeichnet. An die Anflächungen 86 und 87 angrenzende gewölbte Dosierungsschlitze 88 und 89 sind vorgesehen, um am Anfang eine dosierte Verbindung mit den Abflußkammern 71 und 72 herzustellen.

Der Schieber 28 weist noch ein weiteres Paar am linken Schieberende ausgebildete Anflächungen 91 auf, um die Betriebskammer 62 mit der Abflußkammer 71 zu verbinden, wenn der Schieber in seine Freilaufstellung bewegt wird.

Der Schieber 28 ist schließlich mit einem Paar länglichen, axial angeordneten S.ignalübertragungsschlitzen 92 und 93 ausgebildet, deren Größe und relative Zuordnung auf dem

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Schieber für die vorliegende Erfindung außerordentlich. wichtig ist, wie weiter unten noch verdeutlicht wird.

Die Signalübertragungsschlitze 92 und 93 arbeiten mit inneren Durchlässen im Ventilkörper 24 und dem Entlastungsventil 36 zusammen, um wahlweise die obere Kammer 51 d.es Überströmventils 31 in,der Neutralstellung des Schiebers 28 mit einer der Abflußkammern 71 und 72 zu verbinden. Ein erster Durchlaß 94· ist mit der Bohrung 61 über eine zwischen der Betriebskammer 62 und der benachbarten Abflußkammer 71 angeordnete Drosselöffnung 96 verbunden. Ein weiterer Durchlaß 97 ist in gleicher Weise mit der Bohrung 61 über eine zwischen der anderen Betriebskammer 63 und der dieser benachbarten Abflußkammer 72 angeordnete Drosselöffnung 98 verbunden· Die Durchlässe 94· und 97 sind über ein Kugel-Wechselventil 101 mit einem weiteren Durchlaß 99 verbunden.

Das Entlastungsventil 36 weist einen Schieber 102 auf, der in einer Bohrung 103 angeordnet und durch eine Feder 104 in seine dargestellte Stellung nach unten gedruckt ist. Die inneren Durchlässe 99 und 56 münden in die Bohrung 103. Außer· dem steht ein unterer Abschnitt der Überströmventilbohrung 48 über eine Drosselöffnung 106 und einen weiteren Durchlaß 107 mit der Bohrung 103 in Verbindung., Schließlich ist auch die Leitung 44 vom Pilotsteuerventil 40 über einen inneren Durchlaß 108 mit dem unteren Ende der Sntlastungsventilbohrung 103 verbunden.

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Wenn der Schieber 102 des Entlastungsventiles 36 durch dessen- Feder 104 in seine Normalstellung gebracht ist, sind die Durchlässe 56 und 99 miteinander verbunden,'während der Durchlaß 107 gesperrt ist. Wenn jedoch das handbetätigte Pilotsteuerventil 40 verstellt wird, um eine Bewegung des Ventils 34 einzuleiten, wird Flüssigkeitsdruck durch die Leitung 44 und den Durchlaß 108 gegeben, um den Schieber 102 gegen seine Feder 104 nach oben zu dürcken, so daß der Durchlaß 56 mit dem Durchlaß 107 in Verbindung gebracht wird. Wenn das Entlastungsventil 36 in diesem Zustand gehalten wird, wird die obere Kammer 51 des Überströmventiles 31 im wesentlichen mit dem gleichen Druck beaufschlagt wie die untere Kammer 49, und das Einlaß-Überströmventil 31 kann somit während der Betätigung des zweiten Steuerventiles 34 als pilofrbetätigtes Überströmventil wirken. Sobald das handbetätigte Bilotsteuerventil 40 zurückgestellt wird, um die Arbeit des zweiten Steuerventiles 34 zu beenden, wird das Flüssigkeitssignal in der Leitung 44 aufgehoben und das Entlastungsventil 36 wird zurückgestellt, um wieder die normale Verbindung zwischen den inneren Durchlässen 56 und 59 vorzusehen.

Hinsichtlich des Steuerventiles 22 ist nochmals zu betonen, daß die Größe und die relative Anordnung der Signalübertragungsschlitze 92 und 93 auf dem Schieber 28 für die Erfindung eine erhebliche Bedeutung haben. Aus Fig. 1 und 3.ist zunächst zu sehen, daß die Schlitze 92 und 93 die Durchlässe 94 und 97 d©^weils ^mit ^d©ⁿ Abflußkammern 71 bzw. 72 verbinden,

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wenn der Schieber in seiner neutralen Stellung ist. Die erfindungsgemäß bemessene Länge der Schlitze 92 und 93 gewährleistet, daß einer der Durchlässe 94· und 97 entweder mit einer der Betriebskammern 62, 63 oder mit einer der Betriebskammern .71, 72 in Verbindung ist. Wenn der Schieber aus seiner Neutralstellung beispielsweise nach rechts in eine in Fig. 4 dargestellte Ausgangsstellung bewegt wird, tritt der Signalübertragungsschlitz 92 in Verbindung mit der Betriebskammer 62 bevor der andere Signalübertragungsschlitz aus der Verbindung bzw. Überdeckung mit der Drosselöffnung 98 herausbewegt ist. TVenn der Schieber aus seiner Neutralstellung nach links bewegt wird, tritt entsprechend der Signalübertragungsschlitz 93 in Verbindung mit der Betriebskammer 63, bevor der andere Signalübertragungsschlitz 92 aus der Verbindung mit der Drosselöffnung 96 herausgetreten ist. Dieses Merkmal der erfindungsgemäßen Steuerventils 22 gewährleistet, daß die obere Kammer 51 des Überströmventils 31 ständig mit einer der Betriebskammern oder einem Abfluß in Verbindung ist. Die Möglichkeit einer hydraulischen Stauung oder Stockung hinter dem Überströmschieber wird daher sicher vermieden, wodurch eine zuverlässige Steuerung dea Einlaßdruckes aufrecht erhalten wird.*.

Ein zweites wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist in der durch den Schieber erreichten zeitlichabgestimmten Einstellung zu sehen, welche abhängig von einer Verbindung der Einlaßkammer 23 mit einer der Betriebskammern 62 oder durch den Schieber zur Durchschaltung eines Flüssigkeitssig-

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nales zur oberen Kammer 51 ausgeführt wird. In Verbindung mit Fig. 3 und 4 läßt sich also feststellen, daß bei einer Bewegung des Schiebers nach rechts in die in Pig. 4 gezeigte Stellung der Signalübertragungsschlitz 92 die Betriebskammer 62 mit der Drosselöffnung 96 und dem inneren Durchlaß 94- verbindet.

Es ist Jedoch gleichermaßen wichtig, hervorzuheben, daß die Einlaßkammer 23 noch nicht über die Dosierungsschlitze 83 mit der Betriebskammer 62 in Verbindung steht. Sobald Flüssigkeitsdruck von der Betriebskammer 62 in den Durchlaß 9^ gelangt, wird die Kugel 101 nach rechts bewegt und eine Flüssigkeitsverbindung vom Durchlaß 94 über den Durchlaß 99, das Entlastungsventil 36 und den Durchlaß 56 zur oberen Kammer 51 des Überströmventiles 31 hergestellt. Das Überströmventil 31 beginnt daher den Flüssigkeitsdruck in der Einlaßkammer 23 zu modulieren, bevor die Einlaßkammer mit der Betriebskammer 62 in Verbindung gebracht wird. Diese Vorbereitung des Einlaßdruckes trägt dazu bei, daß irgendeine Verzögerung im Betrieb des hydraulischen Arbeitszylinders 13 verhindert wird, wenn die Einlaßkammer 23 mit einer der beiden Betriebskammern 62 oder 63 verbunden wird.

Wenn der Schieber 28 nach links verschoben wird, verbindet entsprechend der Signalübertragungsechlitz 93 die andere Betriebskammer 63 mit der oberen Kammer des Überströmventiles 31, bevor die Einlaßkammer 23 über den Dosierungsschlitz 84 mit der Betriebskammer 63 in Verbindung tritt.

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Die besondere Ausgestaltung und Anordnung der Signalübertragungsschlitze 92 und 93 dient also erfindungsgemäß dazu, die Einlaßkammer 23 so vorzubereiten, daß ihr Druck auf einen vorgewählten Wert moduliert wird, bevor sie mit einer der Betriebskammern verbunden v/ird.

Der Steuerschieber 28 kann also in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden, um die Planierschaufei 16 anzuheben oder abzusenken, während die erfindungsgemäßen Signalübertragungsmerkmale des Schiebers 28 in Verbindung mit der Ausgestaltung der Bohrung 61 und anderer Komponenten des Steuerkreises 11 sowohl eine Vorbereitung der Einlaßkammer 23 als auch eine überraschend einfache und somit besonders vorteilhafte Betätigung des Steuerventilschiebers gewährleisten. Als weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung kann der obigen Beschreibung auch entnommen werden, daß zwischen den erfindungsgemäß angeordneten und ausgebildeten Anflächungen 86 und 87 Oberflächenabschnitte 86a bzw. 87a liegen, welche eine Begrenzung der Wirksamkeit der Signalübertragungschlitze 92 und 93 bzw. eine Betriebsbegrenzung dieser Signalübertragungsschlitze festlegen. Ohne diese erfindungsgemäße Ausgestaltung würden die Signalübertragungs· schlitze 92 und 93 ständig mit den zugehörigen Betriebskammern 62 und 63 in Verbindung stehen, weil sie die Anflächungen 86 und 87 zur Flüssigkeitsübertragung überlappen, siehe Fig. 1.

Die Drosselöffnungen 96, 98 und 106 dienen schließlich dazu,

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den Wert bzw. die Größe der Druckmodulation in der Einlaßkammer 23 zu regulieren« Im einzelnen sind die Bemessungen der öffnungen 110 und 112 so gewählt, daß eine Flüssigkeitsströmung zur oberen Kammer 51 des überströmventiles 31 vor allem dann begrenzt wird, wenn der Schieber 28 verhältnismäßig schnell aus seiner Neutralstellung bewegt wird. Als deutlicher Vorteil ist- zu erkennen, daß eine verzögerte Druckbeaufschlagung der oberen Kammer 51 günstig ist, um die Größe der Druckmodulation mit der Einlaßkammer 23 zu regulieren oder zu verringern. Entsprechend beschränkt die öffnung 106 eine Flüssigkeitsströmung von der unteren Übers trömventilkammer 4-9 zur oberen Kammer 51 und wirkt sich somit während des Betriebes des zweiten Steuerventiles 34· günstig auf die Regulierung oder Verringerung der Größe der Druckmodulation in der Einlaßleitung 2? aus.

- PATENTANSPRÜCHE -

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.] Druckmittelsteuerkreis zur Regulierung einer Druckmittelverbindung zwischen einer Druckmittelquelle und einem Hydraulikmotor mit einem Steuerventil, welches eine mit der Quelle verbundene Einlaßkammer und eine mit dem Motor verbundene Betriebs- oder Arbeitskammer und einen Schieber zur wahlweisen Verbindung dieser Kammern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einlaßüberströmventil(31) mit einem in einer Bohrung (4-8) bewegbaren, die Enden der Bohrung (49,51) voneinander trennenden Schieber (47) vorgesehen ist, welcher durch Federmittel (32) gegen das eine, mit der Einlaßkammer (23) des Steuerventiles (22) in Verbindung stehende Ende (49) der Bohrung vorgespannt ist und zur Freigabe einer Verbindung zwischen diesem Bohrungsende (49) und einem Abfluß (46) zum anderen, mit einem Signaldurchgang (94,97) des Steuerventils in Verbindung stehenden Bohrungsende (5Ό bewegbar ist.

2, Druckmittelsteuerkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Bewegung des Steuerventilschiebers (28) ansprechende und mit dem Signaldurchgang in Verbindung stehende Signalübertragungsmittel derart vorgesehen sind, daß eine Verbindung zwischen dem einen Bohrungsende (51) des Einlaßüberströmventils und der

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Arbeitskammer im wesentlichen früher erfolgt als die Verbindung der Einlaßkammer mit der Arbeitskammer, so daß eine Vorbereitung des Einlaßüberstromventils zur Einleitung einer Modulation des Flüssigkeitsdruckes in der Einlaßkammer vor der Verbindung der Einlaßkammer mit der Arbeitskammer erfolgt. .

3. Druckmittelsteuerkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragungsmittel derart auf die Steuerschieberbewegunfc ansprechen, daß der Signaldurchgang zu jedem Zeitpunkt entweder mit der Arbeitskammer oder mit einem Flüssigkeitsabfluß in Verbindung ist.

4· Druckmittelsteuerkreis nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Hydraulikmotor mit einer Einlaßleitung an die' Einlaßkamtner des Steuerventils (22) angeschlossen ist, daß ein in Abhängigkeit von der Verbindung mit dem zusätzlichen Motor arbeitendes Entlastungsventil vorgesehen ist, über welches gewöhnlich eine Verbindung des Signaldurchganges mit dem zweiten Bohrungsende (51) des Einlaßüberstromventils (31) besteht, und daß über das auf die Betätigung des zusätzlichen Motors ansprechende Entlastungsventil eine unmittelbare Verbindung der beiden Bohrungsenden (49,51) des Einlaßüberstromventils derart· herstellbar ist, daß das Einlaßüberströmventil während der Betätigung des zusätzlichen Motors ein pilotbetätigtes

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- 23 Überströmventil bildet.

5. Druckmittelsteuerkreis nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche zur Betriebsregulierung eines doppelwirkenden Hydraulikmotors, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrung (61) des Steuerventils (22) an gegenüberliegenden Seiten der Einlaßkammer (23) mit Abstand angeordnete Arbeitskammern (62,63) und den Arbeitskammern benachbarte Abflußkammern (71»72) zugeordnet sind, daß mit einem Ende (5Ό der Einlaßüberströmventilbohrung verbundene Signaldurchgänge (94»97) jeweils zwischen einer Arbeitskammer und einer benachbarten Abflußkammer in die Steuerventilbohrung münden, und daß die Signalübertragungsmittel am Steuerventilschieber (28) ausgebildete, axial verlaufende Längsschlitze (92,93) sind für eine jeweils wahlweise erfolgende Verbindung jedes Signaldurchganges mit einer Arbeitskammer und der benachbarten Abflußkammer, und daß jeder Signalübertragungsschlitz eine derart ausgewählte axiale Länge aufv/eist und derart am Steuerschieber angeordnet ist, daß der jeweilige Signaldurchgang in der Neutralstellung des Schiebers mit'dem Abfluß verbunden ist und eine Verbindung eines Signaldurchgangs mit der zugehörigen Arbeitskammer erfolgt, bevor die Verbindung zwischen dem anderen Signaldurchgang und der zugehörigen Abflußkammer über den anderen Signalübertragunersschlitz unterbrochen ist«

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6· Druckmittelsteuerkreis nach. Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerventilschieber (28) aus seiner Neutralstellung zur Herstellung einer im wesentlichen freien Verbindung zwischen der Einlaßkammer (23) und einer der Arbeitskammern (62,63) in entgegengesetzte Richtungen verstellbar ist, und daß mit dem Steuerventilschieber bewegbare Dosierungsmittel (83,84) derart vorgesehen sind, daß bei einer Bewegung des Steuerschiebers aus seiner Neutralstellung eine variable öffnung zwischen der Einlaßkammer und der jeweiligen Arbeitskammer vorgesehen ist, und daß die Federmittel (32) des Einlaßüberströmventils (31) derart bemessen sind, daß sich ein Differenzdruck zwischen der Einlaßkammer (23) und der jeweils über die Dosierungsmittel mit dieser verbundenen Arbeitskammer auftritt, wobei in der Neutralstellung des Steuerventilschiebers (28) der Überströmventilschieber (47) im wesentlichen allein durch die Kraft der Federmittel gegen das eine Ende (49) der Uberströmventilbohrung (49) vorgespannt ist.

7. Druckmittelsteuerkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet," daß der Steuerventilschieber (28) mit axialem Abstand angeordnete Ringvorsprünge (81,82) zur Steuerung der Flüssigkeitsströmung durch die Steuerventilbohrung (61) aufweist, daß die Dosierungsmittel am Steuerventilschieber ausgebildete, axial verlaufende Schlitze (83,84) sind, daß in den Flüssigkeitsdurchgängen (96,97) von den Arbeitskammern (62,63) zu einem

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Ende (51) der Einlaßüberströmventilbohrung (51) Drosselstellen (96,98) zur Dämpfung der Geschwindigkeit der in die Bohrung des Einlaßüberströmventils (31) strömenden Flüssigkeit, und daß ein überdruckventil (57) an diesem Ende (51) der Bohrung (48) des Überströmventils vorgesehen ist.

8. Druckmittelsteuerkreis nach einem der Ansprüche 5 - 7j dadurch gekennzeichnet, daß die Signaldurchgänge (94> 97) aus einem verzweigten Durchlaßkanal bestehen.

9. Flüssigkeitssteuerkreis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein V/echselventil (1o1) an einer Verbindungsstelle der verzweigten Signaldurchgänge (94-, 97) vorgesehen ist.

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