DE2808032C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, die von einer Pumpe mit Druckmittel gespeist wird, nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Eine derartige Ventilanordnung ist aus der US-PS 39 84 979 bekannt. Die vorbekannte Anordnung ist sowohl für die Steuerung positiver Lasten als auch für die Steuerung negativer Lasten geeignet. Sie besitzt den weiteren Vorteil, daß bei der Steue­ rung einer negativen Last die Druckmittelzufuhr von der Pumpe abgesperrt werden kann und das Druckmittel von der Austritts­ seite der Eintrittsseite zugeführt werden kann. Hierdurch wird bei der Steuerung einer negativen Last Energie eingespart, so daß eine Laststeuerung mit herabgesetzten Leistungsverlusten ermöglicht wird und das System mit einem höheren Wirkungsgrad arbeitet. Der Steuerschieber arbeitet bei der vorbekannten Ventilanordnung in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen einer Rücklaufkammer einerseits und dem Druck auf der Abström­ seite der gesamten Anordnung, der durch ein Druckhalteventil bestimmt wird, andererseits. Dabei entspricht der Druck in der Rücklaufkammer nicht dem Druck in den Rücklaufräumen, sondern einem diesem gegenüber verminderten Druck, da das Druckmittel zunächst eine Drosselkante durchströmen muß. Die genannte Vor­ veröffentlichung zeigt demnach eine "kompensierte" Ventil­ anordnung.

Die ältere, nicht vorveröffentlichte DE-OS 27 53 439 zeigt eine Ventilanordnung mit einem Gehäuse, einem Steuerschieber und einem Regelventilschieber, die in einem Druckmittelsystem mit mehreren positiven und negativen Lasten in sämtlichen Belastungs­ fällen dadurch optimal arbeitet, daß der Regelventilschieber in Abhängigkeit von der Druckdifferenz an den drosselnden Steuer­ nuten des Steuerschiebers betätigbar ist, daß ein Steuerkanal von den Rücklaufräumen zu einer Steuerkammer führt und der abgegriffene Steuerdruck entgegen der Kraft einer Feder auf den Regelventilschieber einwirkt, und daß eine von der Stellung des Regelventilschiebers gesteuerte Verbindung zwischen dem Abström­ raum und der Rücklaufleitung einerseits und demjenigen der Arbeitsanschlußräume andererseits, der druckentlastet ist, vor­ gesehen ist. Ein Absperrventilschieber zwischen der Pumpe und dem Steuerschieber zum Absperren des Strömungsweges zwischen der Pumpe und dem Steuerschieber und zum Öffnen des Strömungsweges zwischen den Rücklaufräumen und der Ventilkammer in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Druckdifferenz ist bei der DE-OS 27 53 439 jedoch nicht vorhanden.

Aus den Vorveröffentlichungen DE-OS 25 21 048 und US-PS 38 82 896 sind Ventilanordnungen bekannt, bei denen jedoch eine Rück­ führung von der Austrittsseite auf die Eintrittsseite nicht stattfindet, wenn eine negative Last gesteuert wird.

Die US-PS 39 98 134 zeigt eine Ventilanordnung, bei der die Arbeitsanschlußräume von der Pumpe mit Druckmittel von einem bestimmten Mindestdruck versorgt werden, wenn eine negative Last gesteuert wird. Auch beim Gegenstand der genannten Vorveröffent­ lichung findet also bei der Steuerung negativer Lasten eine Rückführung von der Austrittsseite zu der Eintrittsseite nicht statt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs angegebene Ventil­ anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu vereinfachen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ausgehend von einer gattungsgemäßen Ventilanordnung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Der Strömungs­ weg zwischen der Pumpe und dem Steuerschieber wird dann von dem Absperrventilschieber unterbrochen, wenn einer der Arbeits­ anschlußräume durch die zweiten drosselnden Steuernuten mit einem Rücklaufraum verbunden ist und wenn der Druck in diesem Arbeitsanschlußraum einen vorgegebenen Druckwert übersteigt. Der vorgegebene Druckwert wird dabei durch eine Feder und durch den Druck im anderen Arbeitsanschlußraum bestimmt. Gleichzeitig wird dann der Strömungsweg zwischen den Rücklaufräumen und der Ventil­ kammer von dem Absperrventilschieber geöffnet. Bei der Steuerung einer positiven Last strömt das Druckmittel von der Pumpe über den Absperrventilschieber zum Steuerschieber. Der Druck in den Arbeitsanschlußräumen ist dann groß genug, um den Absperrventil­ schieber in der geöffneten Stellung zu halten. Bei der Steuerung einer negativen Last steigt der Druck in den Rücklaufräumen an. Sobald dieser Druck höher ist als die Summe der Kräfte, die durch die Feder und durch den in dem anderen Arbeitsanschlußraum herrschenden Druck erzeugt werden, geht der Absperrventilschie­ ber in die Schließstellung. Dadurch wird gleichzeitig der Strömungsweg zwischen den Rücklaufräumen und der Ventilkammer geöffnet. Das Druckmittel kann jetzt bei der Steuerung einer negativen Last von einem der Rücklaufräume zur Ventilkammer gelangen. Die Verbindung zur Pumpe ist abgesperrt, und eine Verbindung zwischen der Austrittsseite des Steuerventils und dessen Eintrittsseite ist hergestellt.

Die erfindungsgemäße Ventilanordnung kann in einem System ver­ wendet werden, in dem mehrere Lasten durch voneinander unab­ hängige Stromregelventile in positiven und negativen Lastzu­ ständen einzeln gesteuert werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur im Längsschnitt eine Ausführungs­ form der Ventilanordnung.

Die einzige Figur zeigt im Längsschnitt eine Ausführungsform einer Ventilanordnung, die zur Steuerung von positiven Lasten in Abhängigkeit von einer eintrittsseitig von dem Druckmittelmotor 11 vorhandenen Druckdifferenz und zur Steuerung von negativen Lasten bei abgesperrter Pumpe 12 in Abhängigkeit von einer austrittsseitig von dem Druckmittelmotor 11 vorhandenen Druck­ differenz geeignet und für die Verwendung in einem lastabhän­ gigen Druckmittelsteuersystem bestimmt ist, wobei Leitungen, eine Wegeventil 10, eine Pumpe 12, ein zweites Wegeventil 14, ein abströmseitiges Druckhalteventil 35 und ein Behälter 17 schematisch dargestellt sind.

Ein Wegeventil 10 ist zwischen einem schematisch angedeuteten Druckmittelmotor 11, der eine Last W steuert, und einer Pumpe 12 eingeschaltet, die mit konstanter oder verstellbarer Fördermenge arbeitet und die von einem nicht gezeigten Antriebsmotor ange­ trieben wird. Die zur Steuerung des schematisch dargestellten Wegeventils 10 dienenden Einrichtungen sind zwar voneinander getrennt, doch können die von der strichpunktierten Linie um­ gebenen Einrichtungen in einem einzigen Gehäuse angeordnet sein und einen Steuermodul bilden.

Zwischen einem schematisch angedeuteten Druckmittelmotor 15, der eine Last W steuert, und der Pumpe 12 ist ein zweites Wegeventil 14 eingeschaltet, das mit dem Wegeventil 10 identisch ist. Der von der Pumpe 12 an die Wegeventile 10 und 14 abgegebene Druck­ mittelstrom wird mittels eines Pumpenreglers 16 gesteuert. Wenn die Pumpe 12 mit konstanter Fördermenge arbeitet, wird als Pumpenregler 16 ein druckdifferenzregelndes Überströmventil verwendet, das in bekannter Weise bewirkt, daß so viel von der Pumpe 12 gefördertes Druckmittel in einem Behälter 17 über­ strömt, daß der Förderdruck der Pumpe 12 um eine konstante Druckdifferenz über dem in dem Druckmittelmotor 11 oder 15 herrschenden Lastdruck gehalten wird. Wenn die Pumpe 12 mit verstellbarer Fördermenge arbeitet, wird als Pumpenregler 16 ein an sich bekannter Differenzdruckregler verwendet, der durch Ver­ änderung des Förderstroms der Pumpe 12 deren Förderdruck um eine konstante Druckdifferenz über dem in dem Druckmittelmotor 11 oder 15 herrschenden Lastdruck hält.

Das Wegeventil 10 ist ein Vierwegeventil. Sein Gehäuse 18 besitzt eine Bohrung 19, in der ein Steuerschieber 20 axial geführt ist. Dieser ist mit Steuerbunden 21, 22 und 23 versehen, die in der in der Zeichnung gezeigten, neutralen Stellung des Steuerschiebers 20 bewirken, daß eine Ventilkammer 24, Arbeits­ anschlußräume 25 und 26 und Rücklaufräume 28 und 29 voneinander getrennt sind. Die Rücklaufräume 27 und 28 sind durch Leitungen 29 und 30 mit dem Raum 31 eines Absperrventils 32 verbunden, das seinerseits über die Leitung 33 und die Abströmleitung 34 mit einem abströmseitigen Druckhalteventil 35 verbunden ist. Dieses ist durch eine Leitung 36 mit dem Behälter 17 verbunden.

Die Pumpe 12 ist über eine Druckleitung 37 und ein nicht gezeigtes Last-Rückschlagventil mit einem Druckanschlußraum 38 des Absperrventils 32 und über eine Druckleitung 39 und ein nicht gezeigtes Last-Rückschlagventil mit der Ventilkammer des Wegeventils 14 verbunden. Eine Steuerbohrung 40 verbindet den Druckanschlußraum 38 mit der Ventilkammer 24′. In der Steuer­ bohrung 40 ist ein Absperrventilschieber 41 axial verschiebbar, der an seinem einen Ende in dem Raum 42 vorsteht, der durch die Leitungen 43, 44 und 45 mit Lastdruck-Meßkanälen 46 und 47 für positive Lasten verbunden ist. An seinem anderen Ende steht der Absperrventilschieber 41 in den Steuerraum 48 vor, der durch Leitungen 49 und 50 mit den Lastdruck-Meßkanälen 51 und 52 für negative Lasten verbunden ist. Der Absperrventilschieber 41 besitzt einen Steuerbund 53 zum Trennen des Raums 42 von dem Druckanschlußraum 38, einen Steuerbund 54 zum Trennen des Druckanschlußraums 38 und der Ventilkammer 24′ von dem Raum 31, einen Steuerbund 55 zum Trennen des Raums 31 von dem Steuerraum 48 und einen Anschlag 56. Eine Rückstellfeder 57 trachtet, den Absperrventilschieber 41 in eine Stellung zu bewegen, in der der Druckanschlußraum 38 und die Ventilkammer 24′ miteinander ver­ bunden sind. Wenn der Absperrventilschieber 41 aus der darge­ stellten Stellung aufwärtsbewegt wird, legt sich der Steuerbund 54 an den Steg 58 an, so daß der Druckanschlußraum 38 von der Ventilkammer 24′ getrennt wird, und wird automatisch die Ventil­ kammer 24′ mit dem Raum 31 verbunden. Der Hub des Absperrventil­ schiebers 41 wird durch die Fläche 59 begrenzt.

Wenn die Pumpe 12 mit konstantem Förderstrom arbeitet, wird von der Pumpe im Überschuß gefördertes Druckmittel über das druck­ differenzregelnde Überströmventil 16 und die Leitung 60 in die Abströmleitung 34 geführt, die mit dem Raum 31, den Rücklauf­ räumen 27 und 28, einem Rückschlagventil 62, kavitationsver­ hindernden Rückschlagventilen 64 und 64 a, dem abströmseitigen Druckhalteventil 35 und über die Leitung 63 mit allen Abström­ kanälen des Wegeventils 14 in Verbindung steht. Das Rückschlag­ ventil 62 ist zwischen der Leitung 61 und der Ventilkammer 24 und die kavitationsverhindernden Rückschlagventile 64 und 64 a sind zwischen der Leitung einerseits und dem Arbeitsanschlußraum 26 bzw. 25 andererseits eingeschaltet.

Zwischen den Arbeitsanschlußräumen 25 und 26 einerseits und der Ventilkammer 24 andererseits ist je ein Lastdruck-Meßkanal 46 bzw. 47 für positive Lasten angeordnet. Diese in der neutralen Stellung des Steuerschiebers 20 durch dessen Steuerbund 22 gesperrten Meßkanäle sind durch Signalleitungen 44 und 45, ein Rückschlagventil 67 und die Signalleitung 65 mit dem Pumpen­ regler 16 verbunden. Die Lastdruck-Meßkanäle des Wegeventils 14 sind in ähnlicher Weise durch die Leitung 66, ein Rückschlag­ ventil 67 a, die Leitung 68 und die Signalleitung 65 mit dem Pumpenregler 16 verbunden.

Das abströmseitige Druckhalteventil 35 ist zwischen den Wege­ ventilen 10 und 14 einerseits und dem diesen Ventilen gemeinsam zugeordneten, drucklosen abströmseitigen Teil des Systems einge­ schaltet. Zu diesem drucklosen Teil gehören die von der Pumpe 12 kommende Überströmleitung und der Behälter 17. Das Druckhalte­ ventil 35 ist mit einem Drosselkörper 69 und einer Druckfeder 70 versehen, die den Drosselkörper 69 zu einem Ventilsitz 71 hin zu bewegen trachtet.

Der Steuerbund 22 des Steuerschiebers 20 ist mit Steuernuten 72 und 73 zur Einstellung eines Steuersignals ausgebildet, die in der Ebene der Lastdruck-Meßkanäle 47 und 46 für positive Lasten angeordnet sind, und mit ersten drosselnden Steuernuten 74 und 75, die in an sich bekannter Weise in der Umfangsrichtung in Abständen voneinander und von den Steuernuten 72 und 73 ange­ ordnet sind. Die Funktion der Steuernuten 72 und 73 zur Ein­ stellung eines Steuersignals kann in an sich bekannter Weise von den Stirnflächen des Steuerbundes 22 übernommen werden. Auf geeignete Weise wird eine Drehung des Steuerschiebers 20 in der Bohrung 19 verhindert. Die Steuerbunde 21 und 23 des Steuer­ schiebers 20 sind mit Steuernuten 76 und 77 zur Einstellung eines Steuersignals ausgebildet, die in der Nähe der Lastdruck- Meßkanäle 51 und 52 für negative Lasten angeordnet sind, und mit zweiten drosselnden Steuernuten 78 und 79, die in der Umfangs­ richtung in Abständen voneinander und von den Steuernuten 76 und 77 angeordnet sind.

Der Absperrventilschieber 41 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß nach seiner Aufwärtsbewegung in eine Stellung, in der die obere Fläche des Steuerbundes 54 die Verbindung zwischen dem Druckanschlußraum 38 und der Ventilkammer 24′ sperrt, die untere Fläche des Steuerbundes 54 die Verbindung zwischen der Ventil­ kammer 24′ und dem Raum 31 gerade aufzusteuern beginnt. Durch die weitergehende Aufwärtsbewegung des Absperrventilschiebers 41 wird die Verbindung zwischen dem Raum 31 und der Ventilkammer 24′ allmählich voll aufgesteuert.

Die Steuerbunde und die Steuernuten des Steuerschiebers 20 sind vorzugsweise derart angeordnet, daß nach seiner Bewegung aus der in Fig. 1 gezeigten neutralen Stellung in der einen oder anderen Richtung zunächst einer der Arbeitsanschlußräume 25 und 26 durch die Steuernuten 72 oder 73 mit dem Lastdruck-Meßkanal 47 oder 46 für positive Lasten verbunden wird, während die Arbeitsanschluß­ räume 25 und 26 von der Ventilkammer 24 und den Rücklaufräumen 27 und 28 noch getrennt sind. Wenn sich der Steuerschieber 20 weiter von seiner neutralen Stellung wegbewegt, wird der Arbeits­ anschlußraum 25 oder 26 durch die Steuernuten 76 oder 77 mit dem Lastdruck-Meßkanal 51 oder 52 für negative Lasten verbunden, während der Steuerbund die Ventilkammer 24 noch von den Arbeits­ anschlußräumen 25 und 26 trennt und die Steuerbunde 21 und 23 den Arbeitsanschlußraum 25 oder 26 noch von dem Rücklaufraum 27 oder 28 trennen. Bei einer weitergehenden Bewegung des Steuer­ schiebers wird der Arbeitsanschlußraum 25 oder 26 durch die ersten drosselnden Steuernuten 75 oder 74 mit der Ventilkammer 24 verbunden und steuert der Steuerbund 21 oder 23 über die zweiten drosselnden Steuernuten 78 oder 79 die Verbindung zwischen dem Rücklaufraum 27 oder 28 und dem Arbeitsanschlußraum 25 oder 26 auf.

In der vorstehend beschriebenen, an sich bekannten Weise bewirkt der Pumpenregler 16, daß so viel von der Pumpe 12 gefördertes Druckmittel in die Druckleitung 39 eintritt, daß der Druck in der Druckleitung 39 um eine konstante Druckdifferenz über dem Druck des höchsten Lastdrucksignals gehalten wird, das über das Rückschlagventilsystem an die Signalleitung 65 abgegeben wird. Wenn sich die Steuerschieber der Wegeventile 10 und 14 in ihrer neutralen Stellung befinden, in der sie die Lastdruck-Meßkanäle 46 und 47 für positive Lasten sperren, steht das von der Signal­ leitung an den Pumpenregler 16 abgegebene Signal daher unter dem Mindestdruck.

Nach dem Hochlaufen einer mit konstanter Fördermenge arbeitenden Pumpe 12 bewirkt das druckdifferenzregelnde Druckentlastungs­ ventil 16, daß der gesamte Förderstrom der Pumpe über die Leitung 60, das abströmseitige Druckhalteventil 35 und die Leitung 36 in den Behälter 17 des Systems überströmt, und zwar unter dem der Vorspannung der Druckfeder 70 entsprechenden Mindestdruck, so daß der Druck in der Druckleitung 39 auto­ matisch auf einem Wert gehalten wird, der auf eine konstante Druckdifferenz über dem Druck in der Signalleitung 65 oder dem Druck in der Abströmleitung 34 liegt. Es wird daher alles von der Pumpe geförderte Druckmittel mittels des Überströmventils 16 in der vorstehend beschriebenen Weise in den unter niedrigem Druck stehenden, abströmseitigen Teil des Systems abgeleitet, so daß kein von der Pumpe 12 gefördertes Druckmittel in den Wege­ ventilen 10 und 14 verwendet wird. Die Ventilkammer 24 ist durch das Rückschlagventil 62 mit dem Druck in der Abströmleitung 34 beaufschlagt. Der an dem abströmseitigen Druckhalteventil 35 eingestellte Druck ist so gewählt, daß der Druckabfall an den ersten drosselnden Steuernuten 74 oder 75 zum Aufrechterhalten eines Überdrucks in dem Arbeitsanschlußraum 25 oder 26 genügt. Dank der Verwendung der kavitationsverhindernden Rückschlag­ ventile 64 und 64 a ist es zulässig, an dem abströmseitigen Druckhalteventil 35 einen viel niedrigeren Druck einzustellen.

Nach dem Hochlaufen der mit verstellbarer Fördermenge arbeiten­ den Pumpe 12 wird der aus der Abströmleitung 34 und dem abström­ seitigen Druckhalteventil 35 bestehende, unter Druck stehende, abströmseitige Teil des Systems von der Pumpe 12 mit überströ­ mender Flüssigkeit mindestens in der Menge gespeist, die erfor­ derlich ist, um in diesem abströmseitigen Teil des Systems einen Überdruck aufrechtzuerhalten. Zum Aufrechterhalten eines be­ stimmten vorgewählten Mindestdruckes in dem abströmseitigen Teil des Systems kann man ein druckstabilisierendes Druckminderventil verwenden, über das von dem von der Pumpe geförderten Druck­ mittel ein Teilstrom abgezweigt und gedrosselt und in den abströmseitigen Teil des Systems überströmen gelassen wird, wenn der Druck in diesem Teil unter den an dem abströmseitigen Druck­ halteventil 35 eingestellten Druck sinkt. Ein derartiges druck­ stabilisierendes Druckminderventil ist in Fig. 1 gezeigt und wird nachstehend beschrieben.

Es sei nun angenommen, daß der Arbeitsanschlußraum 25 mit einem durch eine positive Last bedingten Lastdruck beaufschlagt und daher der Steuerschieber 20 aufwärts zunächst in eine Stellung bewegt wird, in welcher der Arbeitsanschlußraum 25 über die Steuernuten 73 zur Einstellung eines Steuersignals mit dem Lastdruck-Meßkanal 46 für positive Lasten verbunden ist. Wie vorstehend beschrieben wurde, bewirkt das durch die positive Last bedingte Signal, daß von dem Druckmeßkanal 46 über die Leitung 44, das Rückschlagventilsystem und die Signalleitung 65 an den Pumpenregler 16 abgegeben wird, daß der Druck in der Druckleitung 39 auf einen Wert steigt, der um eine konstante Druckdifferenz über dem Lastdruck liegt. Dieser durch eine positive Last bedingte Lastdruck wird von dem Druckmeßkanal 46 ferner über die Leitung 43 in den Raum 42 des Absperrventils 32 abgegeben, so daß dieser Signaldruck dort auf die Querschnitts­ fläche des Absperrventilschiebers 41 wirkt und den Absperrventil­ schieber 41 in der in der einzigen Figur gezeigten Stellung hält, in der die Verbindung zwischen dem Druckanschlußraum 38 und der Ventilkammer 24′ voll aufgesteuert ist. Eine weiter­ gehende Aufwärtsbewegung des Steuerschiebers 20 bewirkt, daß der Arbeitsanschlußraum 26 über die Steuernuten 76 zur Einstellung eines Steuersignals mit dem Lastdruck-Meßkanal 51 für negative Lasten verbunden wird. Dieser Meßkanal ist über die Leitung 50 und 49 mit dem Steuerraum 48 des Absperrventils 32 verbunden. Da in dem Arbeitsanschlußraum 25 ein durch eine positive Last bedingter Druck herrscht, ist der Druck in dem Arbeitsanschluß­ raum 26 und in dem Steuerraum 48 niedrig, so daß während der Steuerung einer positiven Last auf den Absperrventilschieber 41 eine Druckdifferenz einwirkt, die trachtet, den Absperrventil­ schieber 41 in einer Stellung zu halten, in welcher zwischen dem Druckanschlußraum 38 und der Ventilkammer 24′ eine ununter­ brochene Verbindung vorhanden ist. Bei der weitergehenden Auf­ wärtsbewegung des Steuerschiebers 20 wird an den zweiten drosselnden Steuernuten 78 eine Verbindung zwischen dem Arbeits­ anschlußraum 26 und dem Rücklaufraum 28 aufgesteuert. Da der Pumpenregler 16 eine konstante Druckdifferenz zwischen der Ventilkammer 24 und dem Arbeitsanschlußraum 25 aufrechterhält, ist der Strom zwischen diesen Räumen der wirksamen Querschnitts­ fläche der ersten drosselnden Steuernuten 75 und damit dem Weg des Steuerschiebers 20 aus seiner neutralen Stellung propor­ tional.

Es sei nun angenommen, daß der Arbeitsanschlußraum 25 mit einem durch eine negative Last bedingten Druck beaufschlagt und daher der Steuerschieber 20 abwärts zunächst in eine Stellung bewegt wird, in welcher der Arbeitsanschlußraum 26 durch die Steuer­ nuten 72 zur Einstellung eines Steuersignals mit dem Lastdruck- Meßkanal 47 für positive Lasten verbunden ist. Da in dem Arbeits­ anschlußraum 26 aus den vorstehend erläuterten Gründen ein niedriger Druck herrscht, wird an den Pumpenregler 16 und den Raum 42 des Absperrventils 32 ein niedriger Druck abgegeben, so daß der Förderdruck der Pumpe 12 auf einem Bereitschafts-Mindest­ wert gehalten wird und die Feder 57 den Absperrventilschieber 41 in der gezeigten Stellung hält. Bei einer weitergehenden Abwärts­ bewegung des Steuerschiebers 20 wird der Arbeitsanschlußraum 25 durch die Steuernuten 77 zur Einstellung eines Steuersignals mit dem Lastdruck-Meßkanal 52 für negative Lasten verbunden, der jetzt den durch die negative Last bedingten hohen Lastdruck über die Leitung 49 in den Steuerraum 48 abgibt, so daß der Lastdruck dort auf die Querschnittsfläche des Absperrventilschiebers 41 einwirkt und diesen gegen die Kraft der Feder 57 ganz aufwärts bewegt, bis der Anschlag 56 an der Fläche 59 angreift. In dieser Stellung des Absperrventilschiebers 41 sperrt dessen Steuerbund 54 die Verbindung zwischen dem Druckanschlußraum 38 und der Ventilkammer 24′, während die Verbindung zwischen der Ventil­ kammer 24′ und dem Raum 31 und daher mit dem unter Druck ste­ henden, abströmseitigen Teil des Ventils voll aufgesteuert ist. Solange während der Steuerung einer negativen Last die von dem durch die negative Last bedingten Lastdruck auf die Querschnitts­ fläche des Absperrventilschiebers 41 ausgeübte Kraft stärker ist als die Kraft der Feder 57, bleibt der Absperrventilschieber 41 in seiner obersten Stellung.

Bei einer weitergehenden Abwärtsbewegung des Steuerschiebers 20 wird der Arbeitsanschlußraum 25 durch die zweiten drosselnden Steuernuten 79 mit dem Rücklaufraum 27 und der Arbeitsanschluß­ raum 26 durch die ersten drosselnden Steuernuten 74 mit der Ventilkammer 24 verbunden. Jetzt wird das von dem Arbeits­ anschlußraum 25 in den Rücklaufraum 27 strömende Druckmittel, das unter dem durch die negative Last bedingten, hohen Lastdruck steht, in den zweiten drosselnden Steuernuten 79 gedrosselt. Aus dem Rücklaufraum 27 fließt Druckmittel in den Leitungen 29 und 30 in den Raum 31, der mit dem unter Druck stehenden, abström­ seitigen Teil des Systems in Verbindung steht. Da in der obersten Stellung des Absperrventilschiebers 41 die Ventilkammer 24′ mit dem Raum 31 und dem unter Druck stehenden, abströmsei­ tigen Teil des Systems verbunden ist, gelangt das unter Druck stehende abströmende Druckmittel aus der Ventilkammer 24 durch die ersten drosselnden Steuernuten 74 in den Arbeitsanschlußraum 26 und füllt es den Druckmittelmotor 11 eintrittsseitig auf. Der Raum 31 ist ferner durch die Leitung 61 mit dem Rückschlagventil 62 verbunden, so daß ein zusätzlicher Weg für eine direkte Zufuhr von Druckmittel aus dem abströmseitigen Teil des Systems in die Ventilkammer 24 vorhanden ist. Man kann den Druckmittel­ motor 11 eintrittsseitig auch direkt über die kavitationsver­ hindernden Rückschlagventile 64 und 64 a auffüllen. Da Druck­ mittel durch die zweiten drosselnden Steuernuten 79 strömt, bewirkt ein Absinken des Druckes in dem Arbeitsanschlußraum 26 unter den Druck in dem unter Druck stehenden, abströmseitigen Teil des Systems, daß das kavitationsverhindernde Rückschlag­ ventil 64 geöffnet wird, so daß über dieses Ventil und die Leitung 61 der zum Auffüllen des Druckmittelmotors 11 erfor­ derliche Druckmittelmenge vollständig dem unter Druck stehenden, abströmseitigen Teil des Systems entnommen werden kann. Bei der Steuerung einer negativen Last ist daher die Pumpe automatisch von der Ventilkammer des Wegeventils abgesperrt und wird der Druckmittelmotor eintrittsseitig mit Druckmittel aufgefüllt, das von dem Druckmittelmotor abgeströmt bzw. dem unter Druck ste­ henden, abströmseitigen Teil des Systems entnommen worden ist. Dadurch wird eine große Leistungsersparnis erzielt und die Nutzarbeitskapazität der Pumpe des Systems vergrößert.

Wenn der durch eine negative Last bedingte Lastdruck sehr niedrig ist, kann zur Steuerung der negativen Last zusätzlich erforderliche Energie von der Pumpe geliefert werden. Der Mindest-Lastdruck, bei dem die negative Last die ganze zu ihrer Steuerung erforderliche Energie liefern kann, ist von der Vor­ spannung der Feder 57 abhängig. Man kann diesen Mindestwert für den durch negative Lasten bedingten Lastdruck so wählen, daß er gleich dem von dem Pumpenregler bestimmten Bereitschafts- Mindestdruck in dem System ist.

In Systemen mit Pumpen, die mit konstanter und mit verstellbarer Fördermenge arbeiten, werden zur Steuerung von Lasten zwar die­ selben Einrichtungen verwendet, doch werden in diesen beiden Fällen unterschiedliche Druckmittelmengen an den abströmseitigen Teil des Systems und insbesondere an die Abströmleitung 34 ab­ gegeben. Bei einer mit konstanter Fördermenge arbeitenden Pumpe wird alles von der Pumpe im Überschuß geförderte Druckmittel über das druckdifferenzregelnde Überströmventil 16 und die Leitung 60 an die Abströmleitung 34 abgegeben, und in der neu­ tralen Stellung der Steuerschieber des Systems strömt alles von der Pumpe geförderte Druckmittel über das druckdifferenzregelnde Überströmventil 16 in die Abströmleitung 34 über. Eine mit ver­ stellbarer Fördermenge arbeitende Pumpe 12 fördert dagegen genau die von dem System benötigte Druckmittelmenge, so daß normaler­ weise kein von der Pumpe gefördertes Druckmittel in die Abström­ leitung 34 überströmt. Bei Verwendung einer mit verstellbarer Fördermenge arbeitenden Pumpe steht daher bei der Steuerung von negativen Lasten abströmseitig weniger Druckmittel zum eintritts­ seitigen Auffüllen des Druckmittelmotors zur Verfügung. Infolge des Vorhandenseins einer Kolbenstange werden in einem Druck­ mittelmotor pro Längeneinheit des Kolbenhubes unterschiedliche Druckmittelmengen durch die Eintritts- und Austrittsöffnung des Zylinders verdrängt. Daher kann bei der Steuerung einer nega­ tiven Last aus dem Zylinder beträchtlich weniger Druckmittel abströmen als zum eintrittsseitigen Auffüllen des Zylinders erforderlich ist. Da der Absperrventilschieber 41 die Verbindung zwischen dem Druckanschlußraum 38 und der Ventilkammer 24′ sperrt, sinkt unter diesen Bedingungen der von dem abström­ seitigen Druckhalteventil 35 aufrechterhaltene abströmseitige Druck unter den atmosphärischen Druck. Infolgedessen schließt das abströmseitige Druckhalteventil 25 ganz und kommt es in dem Zylinder eintrittsseitig zur Kavitation. Zwar ist in an sich bekannter Weise zwischen der Abströmleitung 34 und dem Behälter 17 ein kavitationsverhinderndes Ventil 80 eingeschaltet, doch kann dieses nur bei einem Unterdruck arbeiten, so daß trotzdem in dem Druckmittelmotor eintrittsseitig Kavitationserscheinungen zu erwarten sind.

Um nun eine Kavitation zu verhindern und in der Abströmleitung 34 einen Mindestdruck aufrechtzuerhalten, ist ein Druckminder­ ventil 81 vorgesehen, dessen Ventilgehäuse 82 eine Ventilbohrung 83 und einen in dieser axial geführten Ventilkolben 84 besitzt, den eine Feder 85 in die in der einzigen Figur gezeigte Stellung zu bewegen trachtet. Der Ventilkolben 84 ist mit Steuerbunden 86 und 87, einem Anschlag 88 und drosselnden Steuernuten 89 ver­ sehen. Das Ventilgehäuse 82 besitzt einen drucklosen Raum 90 und Druckräume 91 und 92. Der Raum 90 ist durch die Leitung 93 mit dem Behälter 17 verbunden. Der Druckraum 91 ist durch die Leitung 94 mit der Druckleitung 39 verbunden, die von der Pumpe 12 mit unter Druck stehendem Druckmittel gespeist wird. Der Druckraum 92 ist durch die Leitung 95 mit der Abströmleitung 34 verbunden. Unter Druck stehendes Druckmittel gelangt von der Pumpe 12 über die Druckleitung 39 und die Leitung 94 in den Druckraum 91 und durch die drosselnden Steuernuten 89 in den Druckraum 92, der durch die Leitung 95 mit der Abströmleitung 34 verbunden ist. Mit dem ansteigenden Druck in dem Druckraum 92 und dem abströmseitigen Teil des Systems wird die Querschnitts­ fläche des Ventilkolbens 84 beaufschlagt, so daß dieser von links nach rechts bewegt wird, wobei er die Feder 85 zusammen­ drückt und an den drosselnden Steuernuten 89 die Verbindung zwischen den Druckräumen 92 und 91 sperrt. Auf diese Weise drosselt das Druckminderventil 81 den Druckmittelstrom, der aus dem Druckraum 91 in den Druckraum 92 und weiter in die Abström­ leitung 34 tritt. Infolgedessen wird in der Abströmleitung 34 ein konstanter Druck aufrechterhalten, der durch die Vorspannung der Feder 85 bestimmt ist und so gewählt wird, daß er niedriger ist als der an dem abströmseitigen Druckhalteventil 35 einge­ stellte Druck. Solange in dem abströmseitigen Teil des Systems mindestens der an dem Druckhalteventil 35 eingestellte Druck herrscht, ist die Verbindung zwischen den Druckräumen 91 und 92 des Druckminderventils 81 unterbrochen und strömt kein Druck­ mittel von der Pumpe 12 in den abströmseitigen Teil des Systems über, um in diesem einen Mindestdruck konstant aufrechtzuerhal­ ten. Wenn dagegen bei der Steuerung einer negativen Last zum eintrittsseitigen Auffüllen des Druckmittelmotors mehr Druck­ mittel erforderlich ist als aus dem Druckmittelmotor abströmt, fließt das abströmseitige Druckhalteventil 35, worauf der Druck in dem abströmseitigen Teil des Systems auf den an dem Druck­ minderventil 81 eingestellten Wert sinkt und das von dem Druck­ mittelmotor abströmende Druckmittel durch das von der Pumpe geförderte und durch das Druckminderventil 81 tretende Druck­ mittel ergänzt wird, damit am Eintritt des Druckmittelmotors der erforderliche Druck aufrechterhalten wird. Bei der Steuerung einer negativen Last erhält der abströmseitige Teil des Systems von der Pumpe 12 daher nur die Druckmittelmenge, die der Differenz zwischen der zum eintrittsseitigen Auffüllen des Druckmittelmotors erforderlichen und der von dem Druckmittel­ motor abströmenden Druckmittelmenge entspricht. Auf diese Weise wird nicht nur der Wirkungsgrad des Systems stark erhöht, son­ dern wird auch die für die Steuerung von positiven Lasten zur Verfügung stehende Nutzarbeitskapazität der mit verstellbarer Fördermenge arbeitenden Pumpe stark vergrößert.

Jede Last ist entweder eine positive oder eine negative Last. Daher kann ein Hochdrucksignal nur von den Lastdruck-Meßkanälen für positive Lasten oder den Lastdruck-Meßkanälen für negative Lasten abgegeben werden. Auf den Absperrventilschieber 41 in der einzigen Figur wirkt die Differenz zwischen den Drucken in den Lastdruck-Meßkanälen für positive Lasten und in den Lastdruck- Meßkanälen für negative Lasten ein. Man kann ähnliche Ergebnisse erzielen, wenn man die Verbindung zwischen dem Steuerraum 48 und den Lastdruck-Meßkanälen 51 und 52 für negative Lasten offenhält und den Raum 42 des Absperrventils 32 mit der Abströmleitung 34 verbindet. Bei der Steuerung eine negativen Last wird mit dem durch diese bedingten Lastdruck dann der Querschnitt des Absperr­ ventilschiebers 41 beaufschlagt, der daher gegen die Kraft der Feder 57 aufwärtsbewegt wird und die Verbindung zwischen dem Druckanschlußraum 38 und der Ventilkammer 24′ sperrt.

Da das Überström-Rückschlagventil 62 die Ventilkammer 24 mit dem abströmseitigen Teil des Systems verbinden kann, braucht der Absperrventilschieber 41 keine Verbindung aufzusteuern. Wenn der Druckmittelmotor 11 eintrittsseitig über das Überström-Rück­ schlagventil 62 aufgefüllt wird, muß zur Kompensation des Druck­ abfalls an den ersten drosselnden Steuernuten 74 und 75 für die Steuerung positiver Lasten an dem abströmseitigen Druckhalte­ ventil 35 ein höherer Druck eingestellt werden. Mit Hilfe der kavitationsverhindernden Rückschlagventile 64 und 64 a kann der Druckmittelmotor 11 bei der Steuerung negativer Lasten eintritts­ seitig bei einem viel niedrigeren abströmseitigen Druck und einer viel höheren Geschwindigkeit aufgefüllt werden, so daß kein besonders hoher abströmseitiger Druck erforderlich ist.

Claims (9)

1. Ventilanordnung, die von einer Pumpe (12) mit Druckmittel gespeist wird, bestehend aus
einem Gehäuse (18), einer Ventilkammer (24), einem ersten und einem zweiten Arbeitsanschlußraum (25, 26), einem ersten und einem zweiten Rücklaufraum (27, 28),
einem Steuerschieber (20) zum wahlweisen Verbinden der Arbeitsanschlußräume (25, 26) mit der Ventilkammer (24) und den Rücklaufräumen (27, 28), mit ersten drosselnden Steuer­ nuten (74, 75), die in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerschiebers (20) den Druckmittelstrom zwischen der Ventilkammer (24) und den Arbeitsanschlußräumen (25, 26) drosseln, und mit zweiten drosselnden Steuernuten (78, 79), die in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerschiebers (20) den Druckmittelstrom zwischen den Arbeitsanschlußräumen (25, 26) und den Rücklaufräumen (27, 28) steuern,
und einem Absperrventilschieber (41) zwischen der Pumpe (12) und dem Steuerschieber (20) zum Absperren des Strömungsweges zwischen der Pumpe (12) und dem Steuerschieber (20) und zum Öffnen des Strömungsweges zwischen den Rücklaufräumen (27, 28) und der Ventilkammer (24) in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Druckdifferenz,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strömungsweg zwischen der Pumpe (12) und dem Steuer­ schieber (20) dann von dem Absperrventilschieber (41) unter­ brochen wird, wenn einer der Arbeitsanschlußräume (25 oder 26) durch die zweiten drosselnden Steuernuten (78, 79) mit einem Rücklaufraum (27 oder 28) verbunden ist und wenn der Druck in diesem Arbeitsanschlußraum (25 oder 26) einen vorge­ gebenen Druckwert übersteigt,
wobei der vorgegebene Druckwert durch eine Feder (57) und durch den Druck in dem anderen Arbeitsanschlußraum (26 oder 25) bestimmt wird,
und daß dann gleichzeitig der Strömungsweg zwischen den Rück­ laufräumen (27, 28) und der Ventilkammer (24) von dem Absperrventilschieber (41) geöffnet wird.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lastdruck-Meßkanal-Anordnung (51, 52) für negative Lasten durch den Steuerschieber (20) wahlweise mit den Arbeitsanschlußräumen (25, 26) verbindbar ist.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrventilschieber (41) auf den Druck in der Last­ druck-Meßkanal-Anordnung (51, 52) für negative Lasten an­ spricht.

4. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lastdruck-Meßkanal-Anord­ nung (46, 47) für positive Lasten durch den Steuerschieber (20) wahlweise mit den Arbeitsanschlußräumen (25, 26) ver­ bindbar ist.

5. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastdruck-Meßkanal-Anordnung (46, 47) für positive Lasten mit einem Pumpenregler (16) zur Abgabe eines durch eine positive Last bedingten Lastdrucksignals an die Pumpe (12) verbunden ist.

6. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein abströmseitiges Druckhalteventil (35) zum Erhöhen des Druckes des abströmenden Druckmittels.

7. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil (62) zum Ver­ hindern einer Druckmittelströmung von der Ventilkammer (24) zur Abströmseite.

8. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Rückschlagventile (64, 64 a) zum Ver­ hindern einer Druckmittelströmung von den Arbeitsanschluß­ räumen (25, 26) zur Abströmseite.

9. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein druckstabilisierendes Druckminder­ ventil (81) stromaufwärts von dem Druckhalteventil (35) zum Aufrechterhalten eines relativ konstanten Drucks stromauf­ wärts von dem Druckhalteventil (35), der niederiger ist als der an dem Druckhalteventil (35) eingestellte Druck, wenn über das Druckhalteventil (35) kein Druckmittel abström­ seitig abgezogen wird.