DE2546075A1

DE2546075A1 - Hydraulisches steuerorgan

Info

Publication number: DE2546075A1
Application number: DE19752546075
Authority: DE
Inventors: Robert Bertram Janvrin
Original assignee: General Signal Corp
Current assignee: SPX Corp
Priority date: 1974-10-15
Filing date: 1975-10-15
Publication date: 1976-04-29
Also published as: BR7506713A; USB514687I5; US3986522A; FR2305665A1; SE409051B; JPS5165426A; JPS6018843B2; IT1047750B; DE2546075C2; CA1032437A; AU8567475A; AU500713B2; SE7511486L; GB1518989A; FR2305665B1

Description

GENERAL SIGHAL CORPORATION

280 Park Avenue

New York, New York /V.St .A. Unser Zeichen: G 1379

Hydraulisches Steuerorgan

Die Erfindung betrifft das Gebiet der hydraulischen Steuerorgane , insbesondere zur Verwendung in einem hydraulischen Steuerlcreis zur Betätigung doppeltwirkender hydraulischer Antriebe; die Erfindung wird nachfolgend vorjallem im Zusammenhang mit der Verwendung auf diesem bevorzugten Anwendungsgebiet näher erläutert.

Ein typisches Steuerorgan der erfindungsgemäßen Gattung weist einen hohlen Steuerkolben auf und bildet zusammen mit einem Druckmittelspeicher, einer Pumpe und einem doppeltwirkenden Hydraulikzylinder mit unterschiedlichen Wirkflächen ein Steuersystem zur Lageeinstellung einer Ladeschaufel eines Bulldozers oder einer ähnlichen Erdbewegungsmaschine mit Ladeschaufelan der Vorderseite. In der Regel haben derartige Steuerorgane vier Betriebsstellungen, nämlich eine Stellung "Heben", in der Pumpe und . Speicher mit gegenüberliegenden

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Seiten des Hydraulikantriebs zum Anheben der Ladeschaufel verbunden sind, eine Stellung "Niederdrücken", in der die Anschlüsse der Pumpe und des Speichers zum Absenken der Ladeschaufel ausgetauscht sind, eine Stellung "Halt", in der die Anschlüsse an jeder Seite des Hydraulikantriebes zum Halten der Ladeschaufel in einer bestimmten Stellung abgesperrt sind und die Pumpe unmittelbar in den Speicher fördert und eine Stellung "Freigangⁿ, in der beide Seiten des Hydraulikzylinders mit der Pumpe verbunden sind und zwischen der Pumpe und dem Druckspeicher eine Rücklaufverbindung eröffnet ist. In der Stellung "Freigang" sind zwei Betriebsweisen möglich. Bei der einen Betriebsweise sinkt die Ladeschaufel aus einer angehobenen Stellung ohne Kavitationserscheinungen und schneller als in der Stellung "Niederdrücken" nach unten. Dabei kann die Pumpenförderung für andere Funktionen eingesetzt werden.. Bei der anderen Betriebsweise kann sich die Ladeschaufel bei ihrer Bewegung über dem Boden Bodenunebenheiten anpassen.

Für ein Steuerorgan mit einer solchen "Freigang"-Stellung ist ein hohler Steuerkolben sehr vorteilhaft. Wenn die Ladeschaufel nach unten sinkt, so kann beispielsweise mehr Hydraulikflüssigkeit das Kopfende des Hydraulikzylinders verlassen als in das Kolbenstangenende eingesaugt wird. Ein solcher Flüssigkeitsmangel am Kolbenstangenende kann zu Kavitationserscheinungen führen. Durch Kurzschluß der Anschlüsse des Zylinders und durch Abgabe von Überschußströmung an den Speicher kann an den Anschlüssen des Zylinders ein positiver Druck aufrechterhalten werden, durch den Hydrauliköl zurück zum Kolbenstangenende getrieben wird, so daß Kavitationserscheinungen sicher vermieden sind. Während der Bewegung des hohlen Steuerkolbens von der Betriebsstellung "Heben" in die Betriebsstellung "Halten", kann Druckmittel von einer Seite des Hydraulikantriebs in den

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Speicher gelangen. Dies führt dazu, daß die Ladeschaufel aus ihrer gewünschten Hubstellung absinkt. Als Abhilfe hiergegen ist aus der US-PS 2 994 346 bekannt, ein insbesondere federbelastetes Rückschlagventil in den inneren . Strömungskanal des Steuerorganes einzusetzen, welches diesen Rückfluß vermeidet.

Wenn der Bulldozer zum Planieren eingesetzt ist, so wird zum Absenken der Ladeschaufel die Stellung "Niederdrücken" gewählt. Hierdurch können die Räder oder Raupen der Maschine vom Boden abgehoben werden. Das Gewicht der Maschine übt eine hohe Belastung auf den Hydraulikzylinder aus. Wenn die gewünschte Stellung der Ladeschaufel erreicht ist, so wird das Steuerorgan in die Stellung "Halten" umgeschaltet. Während dieser Sehaltbewegung kann Hydraulikflüssigkeit unter Hochdruck aus dem Hydraulikzylinder in den Speicher gelangen und so eine unerwünschte Bewegung der Ladeschaufel ermöglichen. Da für die Stellung "Freigang" ein hohler Steuerkolben sich als vorteilhaft erweist, kann ein federbelastetes Rückschlagventil, wie es in der Stellung "Heben" eingeschaltet wird, nicht im Steuerorgan vorgesehen werden, da es die Steuerstellung "Freigang" unmöglich machen würde.

Somit ergibt sich ein Bedürfnis dafür, ein Steuerorgan mit hohlem Steuerkolben, mit einer Stellung "Freigang" und einem Rückschlagventil sowohl für die Stellung "Heben" als auch "Niederdrücken" zu schaffen. Ein solches neues Rückschlagventil, welches dieses Bedürfnis befriedigen kann, kann auch für andere Zwecke als in einem solchen Steuerorgan eingesetzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines hydraulischen Steuerorganes von besonders einfacher Bauart und Betriebsweise, welches zur Vermeidung von Rückfluß ein Rückschlag-

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ventil für die Einstellung "Niederdrücken" aufweist und bei welchem in der Stellung "Freigang¹¹ Kavitationserscheinungen vermieden sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1,8 und 11 gelöst, während die Ansprüche 2 bis 7» 9 und 10 sowie 12 und 13 vorteilhafte Weiterbildungen zum Inhalt haben.

Danach weist ein erfindungsgemäßes hydraulisches Steuerorgan ein Gehäuse mit Einlaß- und Auslaßöffnungen, einer ersten und einer zweiten Anschlußöffnung für den Hydraulikantrieb und die Öffnungen verbindende Kanäle auf. Ein hin- und herbeweglicher Steuerkolben oder Steuerschieber weist einen inneren Strömungskanal und vier Betriebsstellungen zur Steuerung der Strömung durch die Strömungskanäle auf. In einer ersten Steuersteilung sind die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung untereinander verbunden und ist jede Anschlußöffnung für den Hydraulikantrieb von den anderen Öffnungen abgeschlossen. In der zweiten und dritten Stellung ist die Einlaßöffnung gegen die Auslaßöffnung abgeschlossen und mit der ersten bzw. zweiten Anschlußöffnung für den Hydraulikantrieb verbunden, während die Auslaßöffnung mit der zweiten bzw. ersten Anschlußöffnung für den Hydraulikantrieb verbunden ist. In der vierten Steuerstellung sind die beiden Anschlußöffnungen für den Hydraulikantrieb untereinander verbunden und steht diese Verbindung gedrosselt in Verbindung mit der Auslaßöffnung. Ein Rückschlagventil in den inneren Strömungskanal verhindert eine Strömung von der ersten Anschlußöffnung für den Hydraulikantrieb zur Auslaßöffnung, wenn der Steuerschieber zwischen seiner ersten und seiner zweiten Steuerstellung bewegt wird. Erfindungsgemäß ist schließlich dem Steuerschieber ein Steuerorgan zugeordnet, welches

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eine Strömungsverbindung zwischen der zweiten Anschluß-Öffnung für den Hydraulikantrieb und der Auslaßöffnung verhindert, wenn der Steuerschieber aus der dritten in die erste Schaltstellung bewegt wird.

Im einzelnen ist das Gehäuse des Steuerorgans mit einer Steuerbohrung versehen, die von sieben in Längsrichtung im Abstand voneinanderliegenden Kammern geschnitten wird. Diese Kammern sind eine mittlere Auslaßkammer, eine erste und eine zweite äußere Auslaßkammer an gegenüberliegenden Seiten der mittleren Auslaßkammer, eine erste und eine zweite Antriebskammer, die zwischen der mittleren Auslaßkammer und der ersten bzw. der zweiten äußeren Auslaßkammer angeordnet sind, und eine erste und eine zweite Speisekammer, die zwischen der mittleren Auslaßkammer und der ersten bzw. der zweiten Auslaßkammer angeordnet sind. Der Steuerschieber ist in der Steuerbohrung hin- und herbeweglich und weist einen Inneren Kanal sowie sechs im Abstand voneinanderliegende Querkanäle auf, die an der äußeren ümfangsfläche des Steuerschiebers münden. Der Steuerschieber weist eine erste Steuerstellung auf, in der er jede Antriebskammer von den anderen Antriebskammern abschließt und die Speisekammern mit der mittleren Auslaßkammer verbindet. In einer zweiten Steuerstellung fluchten der erste und der zweite Querkanal mit der ersten Antriebskammer und der ersten Speisekammer. In dieser Stellung fluchten der vierte und sechste Querkanal mit der zweiten Antriebskammer bzw. mit der zweiten äußeren Auslaßkammer, während eine am Steuerschieber vorgesehene Einrichtung die mittlere Auslaßkammer gegenüber den Speisekammern abschließt. In einer dritten Stellung fluchten der erste und der zweite Querkanal mit der ersten äußeren Auslaßkammer bzw. der ersten Motorkammer. Gleichzeitig fluchten der vierte und fünfte Querkanal mit der zweiten Speisekammer bzw. der zwei-

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ten Antriebskammer, während eine am Steuerschieber vorgesehene Einrichtung die mittlere Auslaßkammer von den Speisekammern abschließt. In einer vierten Stellung fluchten der dritte und sechste Querkanal mit der ersten bzw. der zweiten Antriebskammer und stehen darüberhinaus über den · Innenkanal des Steuerschiebers untereinander in Verbindung. Gleichzeitig verbindet der vierte Querkanal den Innenkanal mit der mittleren Auslaßkammer, so daß überschüssiger Druck abgebaut werden kann. Ein federbelastetes Rückschlagventil ist im Innenkanal des Steuerschiebers angeordnet und verhindert eine Strömungsverbindung zwischen der ersten Antriebskammer und der mittleren Auslaßkammer während der Bewegung des Steuerschiebers aus der zweiten Steuerstellung in die erste Steuerstellung. Darüberhinaus ist im Steuerschieber ein Steuerorgan zugeordnet, welches eines Strömungsverbindung zwischen der zweiten Antriebskammer und der mittleren Auslaßkammer verhindert, wenn der Steuerschieber-aus der dritten Steuerstellung in die erste Steuerstellung bewegt wird.

Erfindungsgemäß weist das Steuerorgan . Wände auf, welches ein Gehäuse mit zwei Enden begrenzen. Ein erster Abschnitt des Gehäuses weist einen ersten, vorgegebenen Innendurchmesser und einen zweiten benachbarten Abschnitt mit einem größeren zweiten Innendurchmesser auf. An einem Ende ist das Gehäuse im Anschluß an den zweiten Abschnitt abgeschlossen. Ein hohler Ventilkörper " ist gleitbeweglich im Gehäuse angeordnet und weist einen ersten Außen— durchmesser auf, der im wesentlichen dem Innendurchmesser des ersten Abschnittes entspricht, und einen zweiten Außendurchmesser, der im wesentlichen dem Innendurchmesser des zweiten Alischnittes des Gehäuses entspricht. Ein Abschnitt des ersten Außendurchmessers dringt in den Bereich des zweiten Innendurchmessers ein und bildet so eine Kammer. In

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dieser Kammer ist eine Feder angeordnet, die den Ventilkörper in Richtung auf das geschlossene Ende des Gehäuses hin belastet. Eine Auslaßöffnung ist in der Gehäusewand benachbart zum Einlaß derart vorgesehen, daß Flüssigkeit vom Einlaß nicht durch die Auslaßöffnung fließen kann, wenn die Auslaßöffnung zwischen dem zweiten Außendurchmesser und dem Einlaß liegt, es sei denn, daß der Flüssigkeitsdruck ausreicht, um den Ventilkörper · gegen die Feder zu verschieben und so die Auslaßöffnung freizulegen. Eine TJmgehungsöffnung ist in der Nachbarschaft des zweiten Endes vorgesehen und erhält Flüssigkeit vom Einlaß. Der zweite Außendurchmesser ist zwischen dem Einlaß und der Umgehungsöffnung vorgesehen. Weiterhin ist eine Einrichtung zum Abschluß der Umgehungsöffnung vorgesehen, wenn die Auslaßöffnung umgangen werden soll.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes hydraulisches Steuerorgan, dessen Steuerschieber in seiner Neutralstellung ist,

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Teilansicht des Steuerorganes in der Steuers teilung "Heben¹¹,

Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Teilansicht des erfindungsgemäßen Steuerorgans in der Steuerstellung "Niederdrücken" ,

Fig. 4 eine Fig. 1 entsprechende Teilansicht des erfindungsgemäßen Steuerorgans in der Steuerstellung "Freigang",

Fig. 5 einen Schnitt gemäß Linie 5-5 aus Fig. 1 mit Darstellung einer Hülse und

Fig. 6 eine Seitenansicht der Hülse.

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Wie in Fig. 1 veranschaulicht ist, weist das hydraulische Steuerorgan 8 ein Gehäuse 10 mit Einlaß- und Auslaßöffnungen 12 und 14, ersten und zweiten Anschlußöffnungen 16 und 18 für den Hydraulikantrieb, diese Öffnungen verbindende. Kanäle 30 bis 36 und einen Steuerschieber 40 mit Innenkanälen 42 und 43 auf. Der Steuerschieber 40 besitzt vier Betriebsstellungen zur Steuerung der Strömung durch die Kanäle 30 bis 36. In einer ersten Stellung sind die Einlaßöffnung 12 und die Auslaßöffnung 14 miteinander verbunden, während die Anschlußöffnungen 16 und 18 für den Hydraulikantrieb gegen die anderen Öffnungen abgeschlossen sind. In der zweiten und dritten Stellung ist die Einlaßöffnung 12 gegen die Auslaßöffnung 14 abgeschlossen und mit der ersten Anschlußöffnung 16 bzw. der zweiten Anschlußöffnung 18 für den Antrieb verbunden, während die Auslaßöffnung 14 mit dem zweiten Anschluß 18 bzw. dem ersten Anschluß 16 für den Antrieb verbunden ist. In der vierten Betriebsstellung sind die Anschlußöffnungen 16 und 18 für den Antrieb untereinander verbunden und stehen in einer Drosselverbindung mit der Auslaßöffnung 14. Ein Rückschlagventil 60 im Innenkanal 43 verhindert eine Strömungsverbindung zwischen der Anschlußöffnung 16 für den Antrieb und der Auslaßöffnung 14, wenn der Steuerschieber 40 zwischen der ersten und der zweiten Steuerstellung bewegt wird. Erfindungsgemäß ist weiterhin dem Steuerschieber 40 ein Steuerorgan 70 zugeordnet, welches eine Strömungsverbindung zwischen der Anschlußöffnung 18 für den Antrieb und der Auslaßöffnung 14 unterbindet, wenn der Steuerschieber zwischen der ersten und der dritten Steuerstellung bewegt wird.

In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist das hydraulische Steuerorgan in Verbindung mit einer Pumpe 20 und einem Antrieb

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veranschaulicht. Das Steuerorgan 8 weist ein Gehäuse 10 mit einer Einlaßöffnung 12, einer Auslaßöffnung 14, einer ersten Anschlußöffnung 16 für den Antrieb, einer zweiten Anschlußöffnung 18 für den Antrieb und einer Steuerbohrung auf, die von sieben in Längsrichtung im Abstand voneinanderliegenden ringförmigen Kammern 30 bis 36 geschnitten wird. Die Ringkammern 32 und 34 sind über eine Speisezweigleitung 38 mit der Einlaßöffnung 12 verbunden. Die Ringkammern 30, 33 und 36 sind über einen Auslaßverteiler 39 mit der Auslaßöffnung 14 verbunden. Die Ringkammern 31 und 35 sind mit den Anschlußöffnungen 16 bzw. 18 für den Antrieb verbunden. Wie bei bekannten Steuerorganen beispielsweise gemäß der US-PS 2 994 346 ist zwischen der Speisezweigleitung 38 und dem Auslaßverteiler 39 ein durch Steuerdruck betätigbares Überdruckventil 54 vorgesehen. In der Steueröffnung 19 ist ein Steuerschieber 40 mit zwei Innenkanälen 42 und 43 gleitbeweglich gelagert. Der Steuerschieber weist Querkanäle 44 bis 49 auf, durch welche hindurch Hydraulikflüssigkeit aus den Innenkanälen 42 und 43 in die Kammern 33 bis 36 gelangen kann. Im Innenkanal 43 ist ein Rückschlagventil 60 angeordnet, welches eine Strömung vom Innenkanal 42 in den Querkanal 45 verhindert.

Der Innenkanal 42 weist ein Steuerorgan 70 auf und ist mit ein Gehäuse bildenden Wänden versehen. Das Gehäuse weist ein erstes Ende 72 und ein geschlossenes Ende 74 auf. Ein erster Abschnitt 76 des Gehäuses weist einen vorgegebenen Innendurchmesser auf. Ein zweiter Abschnitt 78 liegt benachbart zum Abschnitt 76 und weist einen gegenüber dem Abschnitt 76 größeren Innendurchmesser auf. Ein als federbelasteter Schließkörper eines Rückschlagventiles ausgebildeter hohler Steuerkörper 82 ist gleitbeweglich im Innenkanal 42 gelagert. Der Außenumfang 84 des Schließkörpers entspricht dem Durchmesser etwa dem Innendurchmesser des Ab-

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schnittes 76. Ein zweiter Außenumfang 86 des Schließkörpers 82, der als Schulter bezeichnet werden kann, entspricht in seinem Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des Abschnittes Ein Teil des Innenumfangs des Abschnittes 78 des Gehäuses reicht über einen Teil des Außenumfanges des Abschnittes des Schließkörpers 82 und bildet so eine Kammer 88. Eine vorzugsweise als Druckfeder ausgebildete Feder 90 umgibt den Schließkörper 82 und ist in der Kammer 88 angeordnet, um den Schließkörper 82 in Richtung auf das geschlossene Ende 74 zu belasten. Statt dessen kann in nicht näher dargestellter Weise eine Druckfeder auch in anderen Stellungen als im Falle der Druckfeder 90 eingebaut sein, so etwa zwischen dem ersten Ende 72 des Gehäuses und dem hinteren Ende 79 des Schließkörpers 82. Anstelle einer Druckfeder kann auch eine Zugfeder verwendet werden, die beispielsweise in nicht näher dargestellter Weise zwischen dem geschlossenen Ende 74 und dem Schließkörper 82 angeordnet ist.

Wie die Fig. 5 und 6 veranschaulichen, ist im Abschnitt des Steuerorgans 70 eine Hülse 72 angeordnet, deren eines Ende 94 einen Anschlag für den Schließkörper 82 bildet. Die Hülse 92 weist darüberhinaus ein Ende 96 zur Anlage an das geschlossene Ende 74 des Gehäuses sowie eine Mehrzahl von Stegen 98 auf, die am Ende 94 Öffnungen 100 begrenzen. Die Öffnungen 100 fluchten mit einer Mehrzahl von Öffnungen 102 im Querkanal 49, so daß Hydraulikflüssigkeit unabhängig von der Lage der Hülse 92 gegenüber dem Steuerschieber 40 aus den öffnungen 100 durch die Öffnungen 102 hindurchtreten kann. In der Zeichnung sind vier Öffnungen 100 und sechs Öffnungen 102 veranschaulicht, jedoch liegt auf der Hand, daß jede gewünschte Anzahl von Öffnungen kombiniert werden kann.

Im folgenden wird zum weiteren Verständnis der Erfindung

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eine typische Arbeitsweise des im Aufbau vorstehend erläuterten erfindungsgemäßen Steuerorgans veranschaulicht. Dabei ist angenommen, daß ein in Fig. 1 veranschaulichtes Steuerorgan an einer Erdbewegungsmaschine wie einem Bulldozer, einem Schaufelbagger od. dgl. vorgesehen ist, um einen Antrieb 22 zur Betätigung des die Ladeschaufel aufweisenden Auslegers od. dgl. zu steuern. In der ersten Steuerstellung, der Stellung "Halten", wird dem hydraulischen Steuerorgan 8 über die Einlaßöffnung 12 von der Pumpe 20 her Hydraulikflüssigkeit zugeführt. Die Hydraulikflüssigkeit strömt durch die Speisezweigleitung 38, die mittlere Auslaßkammer 33, den Auslaßverteiler 39 und die Auslaßöffnung 14 in einen Speicher. Dabei sind die Anschluß öffnungen 16 und 18 für den Antrieb 22 gegenüber der Einlaßöffnung 12 und der Einlaßöffnung 14 abgesperrt, so daß keine Hydraulikflüssigkeit den Antrieb 22 verlassen kann. Dadurch wird der durch den Antrieb 22 betätigbare Ausleger mit der Ladeschaufel in einer festen Stellung gehalten. Selbstverständlich kann dabei eine Mehrzahl von Steuerorganen in Serienschaltung vorgesehen sein, um mehrere Funktionen gleichzeitig zu steuern.

Wenn die Bedienungsperson der Erdbewegungsmaschine die Ladeschaufel anheben möchte, so bewegt sie den Steuerschieber 40 in die zweite Steuerstellung, die Steuerstellung "Heben". Diese Stellung ist in Fig. 2 veranschaulicht. Dabei gelangt Hydraulikflüssigkeit aus der Speisekammer 32 durch den Querkanal 45 und öffnet das Rückschlagventil 60, so daß eine Strömungsverbindung über den Querkanal 44 zur Antriebskammer 31 eröffnet wird. Die Hydraulikflüssigkeit gelangt sodann zur Anschlußöffnung 16 für den Antrieb 22 und von dort in den Antrieb 22, um den Antriebskolben in Richtung auf ein Heben des Auslegers mit der Ladeschaufel zu bewegen. Währenddessen gelangt Hydraulikflüssigkeit aus

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dem Kolbenstangenende des Antriebes 22 zur Anschlußöffnung 18 für den Antrieb, in die Antriebskammer 35 und durch den Querkanal 47 hindurch in den Innenkanal 42» Von dort aus kann die Hydraulikflüssigkeit sowohl durch den Querkanal 46 in die mittlere Auslaßkammer 33 als auch durch den Querkanal 49 in die äußere Auslaßkammer 36 einströmen.

Wenn die Ladeschaufel in ihrer gewünschten Höhenlage ist, wird der Steuerschieber 40 in seine Stellung "Halten" zurückgeführt. Während dieser Bewegung wird mittels des Rückschlagventil es 60 verhindert, daß die in der Antriebskammer 31 durch das Gewicht der Ladeschaufel am Kopfende des Antriebes 22 unter hohem Druck stehende Hydraulikflüssigkeit in die Speisekammer 32 und in die mittlere Auslaßkammer 33 strömt.

Nunmehr sei angenommen, daß die Ladeschaufel auf dem Boden abgesenkt werden soll. Hierzu wird der Steuerschieber 40 in die Stellung "Freigang" überführt, die in Fig. 4 dargestellt ist und die vierte Steuerstellung bildet. Dabei drückt das Gewicht der Ladeschaufel die Hydraulikflüssigkeit aus dem Kopfende des Antriebes 22 durch die Anschlußöffnung 16 für den Antrieb, in die äußere Auslaßkammer 31, den Querkanal 46 und schließlich in den Innenkanal 42. Von da aus kann die Hydraulikflüssigkeit über den Querkanal 49, die Antriebskammer 35 und die zweite Anschlußöffnung 18 für den Antrieb in das Kolbenstangenende des Antriebes 22 eindringen. Dabei steht der Innenkanal 42 über den Querkanal mit der mittleren Auslaßkammer ^-33 und der Speisekammer 32 in Verbindung. Diese gedrosselte Strömungsverbindung gewährleistet die Aufrechterhaltung eines positiven Druckes in der Leitung an jeder Seite des Antriebs 22, um so Kavita- ' tionserscheinungen zu vermeiden. Durch die Verbindung der

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beiden Seiten des Antriebs 22 in der erläuterten Weise miteinander sinkt die Ladeschaufel aufgrund ihres Eigengewichtes auf den Boden herab.

Es sei nun angenommen, daß die Bedienungsperson einen Planiervorgang vornehmen möchte. Der Steuerschieber 40 wird sodann in die dritte Steuerstellung, die Stellung "Niederdrücken" überführt, so daß die Ladeschaufel auf den Boden gedrückt wird. Wie in Fig. 3 veranschaulicht ist, strömt dabei Hydraulikflüssigkeit aus dem Kopfende des Antriebs durch die Antriebskammer 31 und über das Rückschlagventil in die äußere Auslaßkammer 30. Gleichzeitig fördert die Pumpe 20 Hydraulikflüssigkeit durch die Speisekammern 32 und 34 in den Innenkanal 42. Dabei wird zwar nur ein geringer Druckabfall über den Schließkörper 82 erzeugt, dennoch aber der Schlieiäkörper 82 gegen die Kraft der Schließfeder 90 bewegt, da der Durchmesser des Außenumfanges 86 eine größere Wirkfläche erzeugt als der Durchmesser des Außenumfangs 84 des Schließkörpers 82. Durch die Bewegung des Schließkörpers 82 wird ein Strömungsweg über den Querkanal 48, die Antriebskammer 35, die zweite Anschlußöffnung 18 des Antriebs in das Kolbenstangenende des Antriebs 22 ermöglicht. Durch das Eindringen der Hydraulikflüssigkeit in das Kolbenstangenende des Antriebes wird die Ladeschaufel auf den Boden niedergedrückt, so daß die Räder des Fahrzeuges tatsächlich vom Boden abheben können.

Wenn die Ladeschaufel in die gewünschte Stellung abgesenkt ist, so führt die Bedienungsperson den Steuerschieber 40 wieder in die Steuerstellung "Halten" zurück. Dabei wird der Druck' im Kolbenstangenende des Antriebs 22 in der Antriebskammer 35 aufgebaut und wirkt in der Kammer 88. Wenn der Steuerschieber 40 so weit bewegt worden ist, daß die

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an der Wirkfläche des Abschnittes 86 des Schließkörpers 82 durch die Hydraulikflüssigkeit aus der Speisekammer 34 erzeugte Druckkraft ebenso grcß ist wie die von der Hydraulikflüssigkeit in der Antriebskammer 35 über die Kammer 88 zusätzlich zur Kraft der Feder 90 aufgebrachte Druckkraft, so schließt der Schließkörper 82 und unterbindet dabei eine Strömung von Hydraulikflüssigkeit aus der Antriebs kammer 35 in die mittlere Auslaßkammer 33 über den Querkanal 46. Dadurch bleibt die Hydraulikflüssigkeit im Antrieb 22 und steht die Ladeschaufel in der gewünschten Stellung.

Wie am besten in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht ist, bildet nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung die Hülse 92 einen Anschlag für den Schließkörper 82. Eine Mehrzahl von Öffnungen 100 wirken mit Öffnungen 102 im Querkanal 49 zusammen und ermöglichen eine Strömung zwischen dem Innenraum der Hülse 92 und dem Querkanal 36 unabhängig von der Relativstellung der Hülse 92 gegenüber dem Steuerschieber 40. Dadurch kann das Steuerorgan 8 auf einfache Weise montiert werden, da keine Ausrichtung der Hülse 92 gegenüber dem Steuerschieber 40 bei der Montage erforderlich ist.

Zusammenfassend schafft die Erfindung somit ein hydraulisches Steuerorgan mit einem federbelasteten Rückschlagventil für die Steuerstellung "Niederdrücken", mit einer Steuerstellung "Freigang" ohne die Gefahr eines Auftretens von Kavitationserscheinungen, mit einer einfachen und bequemen Bedienungsbzw. Betriebsweise und mit einfacher Montagemöglichkeit. Darüberhinaus ist erfindungsgemäß ein Rückschlagventil vorgesehen, welches die Strömung entweder zu einem Auslaß oder zu einer Umgehungsöffnung leitet.

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Claims

Ansprüche

,,'Hydraulisches Steuerorgan mit einem Gehäuse mit Einlaß- und Auslaßöffnungen sowie einer ersten und einer zweiten Anschlußöffnung für einen Antrieb, mit die Öffnungen verbindenden Kanälen und mit einem Steuerschieber mit einem Innenkanal, der vier Betriebsstellungen für die Steuerung der Strömung durch die Kanäle aufweist, nämlich eine erste Stellung, in der die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung untereinander verbunden sind und jede Anschlußöffnung für den Antrieb von den anderen Öffnungen abgeschlossen ist, eine zweite und eine dritte Steuersteilung, in der die Einlaßöffnung gegenüber der Auslaßöffnung abgesperrt, jedoch mit der ersten Anschlußöffnung bzw. der zweiten Anschlußöffnung für den Antrieb verbunden ist, während die Ausläßöffnung mit der zweiten Anschlußöffnung bzw. der ersten Anschlußöffnung für den Antrieb verbunden ist, und eine vierte Steuerstellung, in der die beiden Anschlußöffnungen für den Antrieb untereinander verbunden sind und diese Verbindung zwischen den Anschlußöffnungen in gedrosselter Strömungsverbindung mit der Auslaßöffnung steht, wobei — weiterhin ein Rückschlagventil im Innenkanal vorgesehen ist, welches eine Strömung von der ersten Anschlußöffnung für den Antrieb zur Auslaßöffnung verhindert, wenn der Steuerschieber aus der zweiten Steuersteilung in Richtung auf die erste Steuerstellung verschoben wird, gekennzeichnet durch ein dem Steuerschieber (40) zugeordnetes Steuerorgan (70),· welches eine Strömungsverbindung zwischen der zweiten Anschlußöffnung (18) für den Antrieb (22) und der Auslaßöffnung (14) verhindert, wenn der Steuerschieber

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zwischen der ersten und der dritten Steuers teilung bewegt wird.
2. Hydraulisches Steuerorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (70) einen Schließkörper (82) mit einem hohlen Mittelbereich und einer Schulter (86) an seinem einen Ende aufweist, und weiterhin eine Schließfeder (90) zwischen dem Steuerschieber (40) und der Schulter (86) aufweist, welche den Schließkörper in Richtung auf einen Strömungsabschluß zwischen dem Steuerschieber und der zweiten Anschlußöffnung (18) für den Antrieb (22) belastet.
3. Hydraulisches Steuerorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließfeder (90) eine Druckfeder ist.
4. Hydraulisches Steuerorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der federbelastete Schließkörper (82) an seinem ersten Ende eine größere Wirkfläche als an seinem zweiten Ende aufweist, so daß auf das erste Ende einwirkende Druckflüssigkeit aus der Einlaßöffnung (12) den Schließkörper gegen die Kraft der Schließfeder öffnet, wenn der Steuerschieber aus der ersten Steuerstellung in die dritte Steuerstellung überführt wird, und dabei einen Eintritt der Hydraulikflüssigkeit in die zweite Anschluß-Öffnung (18) für den Antrieb ermöglicht, wobei bei der Überführung des Steuerschiebers aus der dritten Steuerstellung in die erste Steuersteilung Hydraulikflüssigkeit aus der zweiten Anschlußöffnung für den Antrieb auf die der Schließfeder benachbarte Seite der Schulter wirkt und den Schließkörper gegen den Druck der an der Einlaßöffnung anstehenden Hydraulikflüssigkeit schließt und dabei eine Hydraulikströmung von der zweiten Anschlußöffnung für den Motor zur Auslaßöffnung unterbindet.

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5· Hydraulisches Steuerorgan nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine im Innenkanal (42) angeordnete Schiebehülse (92), deren eines Ende (94) einen Anschlag für das erste Ende des Schließkörpers bildet.
6. Hydraulisches Steuerorgan nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (40) eine Mehrzahl von Öffnungen (102) aufweist, die mit einer Mehrzahl von Öffnungen (1OO) in der Hülse (92) zur Erzielung einer von der Stellung der Hülse gegenüber dem Steuerschieber unabhängigen Strömungsverbindung zwischen einem Innenkanal der Hülse und einem Auslaßkanal über wenigstens einen Abschnitt der Öffnungen im Steuerschieber zusammenwirken.
7. Hydraulisches Steuerorgan nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine gegenüber der Anzahl der Öffnungen (1OO) in der Hülse (92) erhöhte Anzahl von Öffnungen (102) im Steuerschieber (40) vorgesehen ist, so daß unabhängig von der Stellung der Hülse gegenüber dem Steuerschieber eine Strömungsverbindung über die Öffnungen in der Hülse und dem Steuerschieber besteht.
8. Hydraulisches Steuerorgan, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7» gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) ein Gehäuse mit einer Steuerbohrung (19), die von sieben in Längsrichtung im Abstand voneinanderliegenden Kammern geschnitten wird, nämlich eine mittlere Auslaßkammer (33), eine erste und eine zweite äußere Auslaßkammer (30, 36) an gegenüberliegenden Seiten der mittleren Auslaßkammer, eine erste und eine zweite Antriebskammer (31, 35) die jeweils zwischen der mittleren Auslaßkammer und der ersten bzw. der zweiten Auslaßkammer angeordnet sind, und eine erste und eine zweite Speisekammer (32, 34), die

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zwischen der mittleren Auslaßkammer und der ersten bzw. der zweiten Antriebskammer angeordnet sind,

b) einen in der Steuerbohrung hin- und herbeweglich gelagerten Steuerschieber (40) mit einem Innenkanal und sechs im Abstand voneinanderliegenden Querkanälen, die an der Außenumfangsfläche des Steuerschiebers münden,

c) wobei der Steuerschieber eine erste Steuerstellung aufweist, in der er jede Antriebskammer von den anderen Kammern abschließt und die Speisekammern mit der mittleren Auslaßkammer verbindet, eine zweite Steuersteilung aufweist, in der der erste und der zweite Querkanal mit der ersten Antriebskammer bzw· der ersten Speisekammer fluchten und der vierte und der sechste Querkanal mit der zweiten Antriebskammer und der mittleren Auslaßkammer bzw. der zweiten äußeren Auslaßkammer fluchten, wobei am Steuerschieber eine Einrichtung zur Absperrung der mittleren Auslaßkammer von den Speisekammern vorgesehen ist, eine dritte Steuersteilung aufweist, in der der erste und der zweite Querkanal mit der ersten äußeren Auslaßkammer bzw. der ersten Antriebskammer fluchten und der vierte und der fünfte Querkanal mit der zweiten Speisekammer bzw. der zweiten Antriebskammer fluchten, wobei der Steuerschieber eine Einrichtung zur Absperrung der mittleren Auslaßkammer von den Speisekammern aufweist, und eine vierte Steuerstellung aufweist, in der der dritte und der sechste Querkanal mit der ersten bzw. der zweiten Antriebskammer und über den Innenkanal des Steuerschiebers untereinander in Verbindung stehen und der vierte Querkanal den Innenkanal zum Ablassen von überschüssiger Hydraulikflüssigkeit mit der mittleren Auslaßkammer verbindet·,

d) ein federbelastetes Rückschlagventil (60) in dem Innenkanal (43) des Steuerschiebers, welches eine Strömungs-

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verbindung zwischen der ersten Antriebskammer und der mittleren Auslaßkammer verhindert, wenn der Steuerschieber zwischen der ersten und der zweiten Steuerstellung bewegt wird, und

e) ein dem Steuerschieber zugeordnetes Steuerorgan (70) zur Verhinderung einer Strömungsverbindung zwischen der zweiten Antriebslcammer und der mittleren Auslaßkammer, wenn der Steuerschieber zwischen der ersten und der dritten Steuerstellung bewegt wird.
9. Hydraulisches Steuerorgan nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenkanal (42) eine Hülse (92) derart angeordnet ist, daß ein Ende (94) der Hülse einen Anschlag für das erste Ende des Schließkörpers (82) des Steuerorgans (70) bildet, und daß die Hülse eine Mehrzahl von Stegen (98) aufweist, die zwischen sich Öffnungen (IOO) im Bereich des ersten Endes begrenzen, wobei die Stege mit dem sechsten Querkanal fluchten, um eine Strömungsverbindung zwischen der Speiseleitung durch die Hülse und dem sechsten Querkanal zu gestatten, wenn der Schließkörper den fünften Querkanal abdeckt.
10. Hydraulisches Steuerorgan nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der sechste Querkanal eine Mehrzahl von Öffnungen (102) aufweist, die mit der Mehrzahl von Öffnungen in der Hülse zusammenarbeiten, wobei die Anzahl der Öffnungen im sechsten Querkanal gegenüber der Anzahl der Öffnungen in der Hülse größer ist, so daß unabhängig von der Stellung der Hülse gegenüber den Öffnungen des Querkanales eine Strömungsverbindung durch die Öffnungen der Hülse und die Öffnungen des sechsten Querkanales hindurch besteht.
11. Steuerorgan, insbesondere zur Verwendung bei einem hydraulischen Steuerorgan nach wenigstens einem der Ansprüche 1

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bis 10, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit zwei Enden (72 und 74) und zwei aneinander anschließenden Abschnitten (76 und 78), wobei der erste Abschnitt einen vorgegebenen ersten Innendurchmesser und der zweite Abschnitt einen zweiten, gegenüber dem ersten Abschnitt vergrößerten Innendurchmesser aufweist und das Gehäuse an seinem zweiten Ende (74) im Anschluß an den zweiten Abschnitt (78) geschlossen ausgebildet ist, durch ein im Gehäuse gleitbeweglich angeordnetes hohles Steuerelement wie einen Schließkörper (82) mit einem ersten Außendurchmesser, der im wesentlichen dem Innendurchmesser des ersten Abschnittes (76) des Gehäuses entspricht, und mit einem zweiten Außendurchmesser, der im wesentlichen dem Innendurchmesser des zweiten Abschnittes (78) des Gehäuses entspricht, wobei ein Teil des ersten Außendurchmessers bis in den Bereich des Innendurchmessers des zweiten Abschnittes (78) des Gehäuses reicht und so eine Kammer (88) bildet, in der eine den Schließkörper (82) in Richtung auf das geschlossene Ende (74) des Gehäuses belastende Feder vorgesehen ist, durch einen Einlaß im ersten Ende (72) des Gehäuses und einen Auslaß in

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den Umfangsenden des Gehäuses benachbart zum Einlaß, derart, daß bei Anordnung der Auslaßöffnung zwischen dem zweiten Außendurchmesser und dem Einlaß keine Flüssigkeit aus dem Einlaß durch den Auslaß fließen kann, wenn nicht der Flüssigkeitsdruck ausreicht, um den Schließkörper gegen die Kraft der Feder zu bewegen und so den Auslaß freizulegen, durch eine Umgehungsöffnung im Gehäuse in der Nachbarschaft des zweiten Endes, zu dem Hydraulikflüssigkeit vom Einlaß her strömt, wobei der zweite Außendurchmesser zwischen dem Einlaß und der Umgehungsöffnung angeordnet ist, und durch eine Einrichtung zum Schließen der Umgehungsöffnung, wenn der Auslaß umgangen werden soll.
12. Steuerorgan nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Abschnitt (78) des Gehäuses eine Hülse (92) an-*· geordnet ist, deren erstes Ende einen Anschlag für den hohlen Schließkörper bildet und deren zweites Ende am ge-

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schlossenen Ende des Gehäuses anliegt, und daß die Hülse eine Mehrzahl von Stegen zur Begrenzung einer Mehrzahl von öffnungen im Bereich des ersten Endes aufweist, wobei die Stege mit der Umgehungsöffnung fluchten und so eine Strömung vom Einlaß durch die Hülse hindurch in die Umgehungsöffnung ermöglichen, wenn der Schließkörper den Auslaß abdeckt.
13. Steuerorgan nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgehungsöffnung eine Mehrzahl von Öffnungen (102) ' aufweist, die mit der Mehrzahl von Öffnungen (1ΘΟ) in der Hülse (92) zusammenarbeiten, wobei die Anzahl der Umgehungsöffnungen größer ist als die Anzahl der Öffnungen in der Hülse, so daß unabhängig von der Stellung der Hülse gegenüber der Umgehungsöffnung Flüssigkeit durch die Öffnungen in der Hülse und die Umgehungsöffnungen strömen kann.

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