DE2701509A1 - Hydraulische steuereinrichtung fuer wenigstens zwei verbraucher - Google Patents
Hydraulische steuereinrichtung fuer wenigstens zwei verbraucherInfo
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Description
R. 3686 3
28. Dezember 1976 Mayr/We
Anlage zur Patent- und
Gebrauchamusterhilfcanraeldung
ROBERT
BOSCH GüBH. 7OOO Stuttgart 1
Hydraulische Steuereinrichtung für wenigstens zwei Verbraucher
Es wird eine hydraulische Steuereinrichtung für wenigstens zwei
Verbraucher vorgeschlagen, denen jeweils ein druckkompensiertes Wegeventil zugeordnet ist, von denen jeweils das die Funktion
der Druckkompensation ausübende Steuerglied eine einem Umschaltventil zugeordnete Steuerleitung beeinflußt. Damit wird erreicht,
daß auch bei parallelem 3etrieb beider Verbraucher die Abgabelei- stung der Pumpe entsprechend den Leictungsanforderungen dor Steuereinrichtung so angepaßt werden, daß ^nergieverluste weitgehend
vermieden werden und eine voneinander unabhängige Steuerung beider Verbraucher möglich ist.
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Die iDrfindung geht aus von einer hydraulischen Steuereinrichtung
nach der Gattung des Hauptanspruchs. jIs ist eine Steuereinrichtung
dieser Art bekannt (US-PS 3 722 543), bei der ein erstes Steuerglied die Punktion der Richtungssteuerung und der Drosselung übernimmt,
und ein zweites, letzterem vorgeschaltetes Steuerglied die Punktion der Druckkompensation ausübt. Hier sind die zweiten Steuerglieder
alle in Serie in einen Zulaufkanal geschaltet und eteuern somit einen zusätzlichen Weiterlauf-Anschluß zum nachgeschalteten
zweiten Steuerglied. Diese Bauweise, bei der die zweiten Steuerglieder drei Wege steuern, ist relativ aufwendig. Außerdem
erhöht diese Steuerschaltung die Gefahr einer gegenseitigen Beeinflussung
im Parallelbetrieb und führt zu Energieverlusten. Ferner muß bei dieser Steuereinrichtung ein maximaler Arbeitsdruck über
Drosnelstellen und Rückschlagventile in einer verzweigten Steuerleitung
zum Umschaltventil übertragen werden, wobei der Arbeitsdruck jeweils aus einem Kanal zwischen beiden Steuergliedern entnommen
wird. Auch dadurch baut die 'steuereinrichtung relativ aufwendig.
Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptansprucha hat demgegenüber den Vorteil, daß
der Aufwand an Leitungsführung, insbesondere bei Einrichtungen mit mehreren Wegeventilen, beträchtlich verringert wird. Die Verbraucher
sind ferner mit möglichst geringen Energieverlusten steuerbar und ihre gegenseitige Beeinflussung im Parallelbetrieb weitgehend
unterdrückt. Ferner entfällt eine verzweigte Steuerleitung von jedem Wegeventil zum Umschaltventil mit zugehörigen
Drosselstellen und Rückschlagventilen für die Rückleitung dee maximalen Arbeitsdruckes. Dabei wird bei .der erfindungsgemäßen
Steuereinrichtung die Erkenntnis ausgenutzt, daß bei der angewandten
Parallelschaltung der die Druckkompensation bewirkenden Üteuerglieder der Lastdruck indirekt an der Stellung dieser
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Steuerglieder ausgewählt und geinessen und zur Steuerung des
Umschaltventils zum Heben oder denken des Drucks im Zulauf mit
verwendet werden kann.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Steuereinrichtung möglich. Sie begünstigen insbesondere deren einfache Bauweise. Außerdem ermöglicht die
rücklaufseitige Schaltung des zweiten Steuergliedes eine gute Stromregelung auch bei ziehender Last am Verbraucher. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der ^rfindun^ rind in der Zeichnung anhand
mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erliutert. 3s zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt
durch die erfindungsgemäSe steuereinrichtung, Fig. 2 das zugehörige
Schaltschema und Fig. 3 das Schaltscheina einer zweiten Ausführungsform
der Steuereinrichtung.
Die Fig. 1 zeigt eine Steuereinrichtung 10, die aus einer ein Umschaltventil 11 aufnehmenden Anschlußplatte 12, einem ersten
(13) und einem zweiten druckkorapensierten Wegeventil 14 sowie
einer Endplatte 15 besteht. Die Wegeventile 13, 14 f5ind untereinander
gleich, weshalb, im folgenden nur auf das erste Wegeventil 13 eingegangen wird. Das ^«geventil 13 hat in einem Gehfiuoe
16 eine Schioberbohrung 17 in der ein erster Steuerschieber 18 angeordnet ist. In der üchieberbohrung 17 sind eine Zulaufkammer
19, zwei Verbraucherkammern 21, 22, zwei Rücklaufkammern
23, 24, eine erste iitouernut 25 sowie eine zweite Steuernut
26 ausgebildet. Am Steuerschieber 10 sind zwei Kolbenabüchnitte
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27, 28 zum Steuern der Verbindungen zwischen den Kammern 19 bis
24 vorgesehen sowie eine Ringnut 29 zwischen dritten und vierten Kolbenabschnitten 31, 32. In der gezeichneten Mittelstellung des
Steuerschiebers 18 ist die Ringnut 29 über Bohrungen 33, 34, 35 im Steuerschieber 18 mit der zweiten Steuernut 26 verbunden. Die
dritten und vierten Kolbenabschnitte 31, 32 blockieren ;leichzeitig mit Verbraucherkanalen 36,37 verbundene Steuerkanäle 38, 39·
.din Steuerkanal 41 führt von der ersten Steuernut 25 in einen Federrauiü
42, der von einem zweiten 'ichieber 43 in einer Längsbohrung
44 begrenzt wird. Die Längsbohrung 44 weist eine Einlaßkammer 45 und eine Auslaßkammer 46, sowie eine erste (47) und zweite
Uralauf kammer 48 auf. Die Einlaßkammer 45 steht über ein letztere
absicherndes Rückschlagventil 49 und einen Zulaufkanal 51 mit einer Pumpe 52 in Verbindung. Die Auslaßkammer 46 ist mit der Zulauf
kammer 19 verbunden. Dor zweite Schieber 4 3 hat eine erste,
der .'Jinlaßkarnmer 45 zugeordnete Steuerkante 53 sowie eine zweite,
den Umlaufkammern 47, 48 zugeordnete ^teuerkante 54. Von dew Zulaufkanal
51 goht über eine Drosselstelle 55 eine erste Steuerleitung
56 ab und verzweigt sich einerseits zum Umschaltventil 11 und andererseits über die Uialaufkammern 48, 47 beider Wegeventile
13, 14 zu Rücklaufkanälen 57, 58. Eine zweite Steuerleitung 59
vorbindeL die Auslntfkamiuer 46 mit einer dem Federraum 42 gegenüberliegenden
Druckkammer 61. liine dritte Steuerleitung 62 wird
von den Steuerkanälen 30, 39, 41, den Bohrungen 33, 34, 35 und
den Steuernuten 25, 26 gebildet, \un die Beaufschlagung des Federraums
c\2 mit Lastdruck in Arbc-itsstellungen des ersten Steuerschiebers
18 einerseits und andererseits die Entlastung zum Rücklaufkanai 58 in Neutral stellung des Steuerschiebers zu ermöglichen.
Der ZV/o L te Schieber 43 int so ausgebildet, daß er von der
Kraft einer Feder 63 iru Federraum 42 bei fehlenden Druckmittel
in eine Ausgangsstellung gedrückt wird, in der seine erste Steuerkante 5 5 die Verbindung zwi'.chen :linlaß-(45) und Auslaßkamraer
46 voll aufsteuert, wahrend seine zweite ^teuerkante 54 die erste
;>teuerlei tung 56 blockiert. i,Ii t zunehmender Auslenkung
entgegen der Kraft der Feder 65 kann er ZwischnnstoLLungen -Unnehmen,
in denen er die erstgenannte Verbindung uehr und raehr
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ORiGlNAL INSPECTED
drosselt oder auch ganz absperrt, während die letztgenannte Verbindung
immer weiter aufgesteuert wird.
Die beiden Wegeventile 12 und 13 sind - wie Pig. 2 deutlicher
zeigt - parallel zueinander an den Zulaufkanal 51 angeschlossen und zusätzlich parallel zum Umschaltventil 11 gerchaltet. Die
zweiten Schieber 43 sind in der ersten Steuerleitung 56 in Serie geschaltet und bilden jeweils in ihr ein 2-Wegeventil. Das
■Umschaltventil 11 hat ein Schließglied 64, das einen eine Feder
.65 aufnehmenden Raum 66 hat, zu dem die erste Steuerleitung 56 führt und das von einem Vorsteuerventil 67 zur Druckbegrenzung
abgesichert ist. Das erste Wegeventil steuert einen ersten Verbraucher 68, das zweite (13) einen zv/eiten, doppeltwirkenden
Verbraucher.69.
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 ii-;t wie folgt: Es
sei davon ausgegangen, daß die ersten Steuerschieber 18 beider Wegeventile 12, 13 ihre gezeichnete NeutralBtellung einnehmen.
Fördert die Pumpe 52 Druckmittel in den Zulaufkanal 51, so strömt der größte Teil dieser. Stromes weitgehend ungedropselt über das
Umschaltventil 11 unmittelbar zurück in den Rücklauf 71» lediglich ein kleiner Teilstrom fließt gleichzeitig vom Zulaufkanal 51
über die Drosselstelle 55 und die erste Steuerleitung 56 zum Rücklaufkanal
57. Dieser Teilstrom kommt zustande, weil der vom Umschaltventil 11 angedrosselte, niedrige Druck jeweils über den
Zulaufkanal 51, das Rückschlagventil 49, die erste Steuerkante 53 des zweiten Schiebers 43 und die zweite Steuerleitung 59 in der
Druckkammer 61 wirkt und den zweiten Schieber 43 gegen die Kraft der Feder 63 geringfügig auslenkt, so daß die zweiten Steuerkanten
54 Jeweils eine gedrosselte Verbindung aufsteuern. Dabei sind die Federräume 42 jeweils über die dritte Steuerleitung 62 zum
Rücklauf 71 entlastet. Der zweite Schieber 43 steuert dabei die Verbindung zwischen Einlaß- 45 und Auslaßkammer 46 nicht zu, sondern
drosselt sie höchstens etwas an, indem er sich in eine Zwischenotellung
einpendelt, in der die erste Steuerleitung 56 lediglich angedrosselt und nicht ganz blockiert wird. Somit arbeitet
die Pumpe 52 gegen einen Druck, der einmal von der relativ
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3 t, rS
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schwach ausgelegten Feder 65 des Umschaltventils beeinflußt
wird und sich um einen Druckanteil erhöht, der von der stärkeren Feder 63 des zweiten Schiebers 43 abhängt.
Steuert nun nur das Wegeventil 12 seinen zugeordneten Verbraucher
68, so wird über die dritte Steuerleitung 62 der Federraum 42 mit dem jeweiligen Lastdruck beaufschlagt und der zweite
Schieber 43 drosselt bzw. blockiert die erste Steuerleitung 51· Das Umschaltventil 11 schließt und die Pumpe 52 baut Druck auf,
so daß Druckmittel über den zweiten Schieber 43 und den ereten Steuerschieber 18 zum Verbraucher 68 strömt. Die hierbei am ersten
Steuerschieber 18 auftretende Druckdifferenz wirkt über die zweite und dritte Steuerleitung 59 bzw. 62 auf den zweiten
Schieber 43, der mit seiner Steuerkante 53 den Zustrom von Druckmittel derart drosselt, daß in der jeweiligen Stellung des Steuerschiebers
18 diese Druckdifferenz unabhängig von LasteinflÜesen
oder Druckschwankungen im Zulaufkanal 51 konstant gehalten
wird, um derart eine an sich bekannte druqkkompensierte Steuerung
des Verbrauchers 68 zu ermöglichen. Hinzu kommt nun der Umstand, daß diese Regelbewegungen des zweiten Schiebers 43 BU-gleich
die erste Steuerleitung 56 beeinflussen. Steigt z. B. die Druckdifferenz am ersten Steuerschieber 18, so drosselt die
erste Steuerkante 53 ihre zugeordnete Verbindung stärker an. Bei
dieser Rechtsbewegung des zweiten Schiebers 43 wird gleichseitig die Drosselung in der ersten Steuerleitung 56 durch die zweite
Steuerkante 54 verringert. Dies führt zu einer kleineren SchlieB-kraft
des Schließgliedes 64 im Umschaltventil 11, so daß der
Druck im Zulaufkanal 51 sinkt* Nun kann der Eweite 8ohleber 45
sich wieder mehr seiner Ausgangsstellung nähern, wodurch dl·
Strömungsverluste am zweiten Schieber 43 so gering wie moglioh
gehalten werden. Umgekehrt führt ein Sinken der Druokdiffereni
am ersten Steuerschieber 18 zu einem Aufsteuern der Verbindung durch die erste Steuerkante 53 und einem gleichseitigen etÄrkeren
Drosseln der ersten Steuerleitung 56, was zu einer Druckerhöhung durch das Umschaltventil 11 führt. Dies bedeutet, da8
jede Druckdifferenz-Änderung zunächst durch eine Reaktion dee
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«weiten Schiebers ausgeglichen wird, daß aber gleichzeitig der
von der Pumpe 52 erzeugte Druck durch das Umschaltventil 11 an die veränderten Bedingungen angepaßt wird, so daß der zweite
Schieber 43 wieder in seine Ausgangsstellung zurückkehren kann. Auf diese Weise werden die Strömungsverluste niedrig gehalten.
Beim nicht betätigten, zweiten Wegeventil 13 ist dabei der Federraum 42 über die dritte Steuerleitung 62 zum Rücklauf 71
entlastet, während der wirksame Druck im Zulaufkanal 51 den
zweiten Schieber 43 sov/eit auslenkt, da!? die errte Steuerleitung
56 nicht blockiert ist und die Regelvorgänge im ersten Wegeventil 13 nicht gestört werden können.
Werden beide Wegeventile 13, 14 gleichzeitig betätigt, so können beide Verbraucher 68, 69 weitgehend unabhängig voneinander
in lastdruck-kompensierter Art und Weise gesteuert werden. Dabei
wird dar jeweils maximale Lastdruck indirekt durch die Stellung der zweiten Schieber 43 gemessen und ausgewählt und
eur Steuerung des Drucks der Pumpe 52 ausgenutzt. Damit wird
der von der Pumpe 52 erzeugte Druck nur geringfügig hoher geateuert als der jeweils maximale Lastdruck plus dor vorbestimmten
Druckdifferenz. Falls die zu einem Verbraucher mit niedrigem Laetdruck fließende Ölraenge größer ist ala die von der Pumpe
52 geförderte Menge, so wird der Verbrauchor mit dem höheren Lastdruck durch das Rückschlagventil 49 abgesichert.
Pig. 3 zeigt eine zweite Steuereinrichtung 80, die sich von derjenigen nach Fig. 1 vor allem durch andere V/egeventile 81,
82 unterscheidet, bei denen die zweiten Schieber 43 jeweils Bwischen einen Rücklaufanschluß 83 des ersten Steuerschiebers
und den Rücklauf 71 geschaltet sind.
Diese Bauweise arbeitet im Prinzip gleich wie die iJteuereinrichtung
10j durch die rücklaufseitige Drosselung wird jedoch in vorteilhafter
Weise erreicht, da;3 die Stromregelung im Wegeventil auch bei ziehender Last am Verbraucher 68 wirksam ist.
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3 C- -
Selbstverständlich sind Änderungen an der gezeigten Steuereinrichtung
möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen.
So können beispielsweise die am zweiten Schieber auftretenden Strömungskräfte dazu benützt werden, die Kraft der Feder 63 zu
unterstützen, so daß der Umlaufdruck noch wniter gesenkt werden
kann, ohne daß f?ich die Größe ier vorbestimmten Druckdifferenz
verringert. Auch kann die zweite Steuerkante 54 an einem gesonderten Schließkörper angeordnet werden, der in irgendeiner Weise
mit dem zweiten Schieber gekoppelt ist.
Ein weiterer Vorteil der Steuereinrichtung 10 besteht darin, daß parallel zu dem zum Verbraucher strömenden Hauptdruckmittelstrom
kein hin- oder herfließender Steuerstrom parallel zum Verbraucher hin oder von ihm weg zum ien Druck steuernden Umschaltventil 11
fließt. Die Steuereinrichtung 10 hat ferner den Vorteil, daß sie eine Verstärkungswirkung hat. Da die Steuerölmenge zur Ansteuerung
des Schließgliedes 64 nicht aus dem eigentlichen Lastkreis
entnommen wird und diesen somit auch nicht beeinflußt, kann sie erheblich größer als bei der vorbekannten Einrichtung gemacht
werden. Dies begünstigt ein schnelles Ansprechen des den Druck regelnden Umschaltventil^ 11.
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Claims (6)
1. »Hydraulische Steuereinrichtung für wenigstens zwei hydrauli-
sehe Verbraucher, denen jeweils ein druckkompensiertef; Wegeventil
zugeordnet ist, von denen jedes Wegeventil für die drei Punktionen der Richtungssteuerung, der Druckkompensation
und der DroBselung wenigstens zwei Steuerglieder aufweist und mit einem parallel zu den Wegeventilen geschalteten
Umschaltventil zur unmittelbaren Rückleitung des von einer
Druckmittelquelle geförderten Druckraittelstroms in den
Rücklauf in Übereinstimmung mit den sich verändernden Anforderungen der Steuereinrichtung sowie mit einer von einem Zulauf
über eine DroRselntelle zu dem Umschaltventil und von
dort über die Wegeventile zu einem Rücklauf geführten ersten Steuerleitung, wobei jedem Wegeventil diese Steuerleitung beeinflussende
Schaltmittel zugeordnet sind und mit einer zweiten und dritten Steuerleitung zum Übertragen einer Druckdiffe-'
renz, die von dem die Drorselung ausübenden Steuerglied verursacht
wird, auf das die Druckkompensation ausübende, von einer Feder belastete Steuerglied, dadurch gekennzeichnet,
daß die die Druckkompensation ausführenden bteuerglieder (fJ3)
zueinander parallel an die Druckmittel.iuelle (52) angeschlossen
sind und da3 sie mit den Schaltmitteln (54) gekoppelt sind.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, bei dem jedes Wegeventil
ein erstes steuerglied für die Richtungssteuerung und Drosselung und ein zweites Steuerglied für die Druckkompensation
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809829/0251
ORIGINAL INSPECTED
2701009
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltrnittel (54)
unmittelbar an dem als Langsschieber ausgebildeten, zweiten
Steuerglied (43) angeordnet sind.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Steuerglied (43) dem ersten steuerglied (18) zulaufseitig vorgeschaltet ist.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite steuerglied (43) dea ersten Steuerglied (TO)
rücklaufseitig nachgeschaltet ist.
5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4» dadurch
gekennzeichnet, daß die Schaltmittel als 2-V/egeventil (47,
40,54) ausgebildet rind, das eine Ringnut mit Steuerkante (54) im Steuerglied (43) sowie zwei mit entgegengesetzten Abschnitten
der ersten Steuerleitung (56) verbundene Ringkanmern (47,
43) im Gehäuse aufweist.
6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Steuerglied (43) von einer
Feder (63) in einer Ausgangsstellung gehalten wird, in der es die Verbindung von einer ^inlaßkainmer (45) zu einer Auslaßkammer
(46) aufsteuert und die Schaltmittel (54) ihre zugeordnete Verbindung schließen und bei Auslenkung aus dieser
Stellung die erste Verbindung zu- und die zweite Vorbindung aufsteuert.
809829/0251
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