DE2816212A1 - Steuergeraet fuer ein hydraulisches arbeitsgeraet - Google Patents

Steuergeraet fuer ein hydraulisches arbeitsgeraet

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DE2816212A1 DE19782816212 DE2816212A DE2816212A1 DE 2816212 A1 DE2816212 A1 DE 2816212A1 DE 19782816212 DE19782816212 DE 19782816212 DE 2816212 A DE2816212 A DE 2816212A DE 2816212 A1 DE2816212 A1 DE 2816212A1
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Description

R. 4 δ O c.
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Steuergerät für ein hydraulisch angetriebenes Arbeitsgerät nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bereits ein derartiges Steuergerät vorgeschlagen worden, das ein Umschaltventil, einen im Druckmittelstrom zum Verbraucher liegenden Sperrblock sowie das Umschaltventil und den Sperrblock vorsteuernde Vorsteuerventile aufweist. Beim Senken des angeschlossenen Verbrauchers strömt Druckmittel vom Verbraucher über ein Sperrventil und einen Entsperrkolben in eine Rücklaufleitung, wobei der Neutralumlaufdruck den Entsperrkolben offen hält. Von Nachteil ist dabei, daß der Senkvorgang lastabhängig abläuft, also bei großer Last schnell und bei kleiner Last langsam vor sich geht.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Steuergerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Entsperrkolben zusammen mit der in der Rücklaufleitung liegenden Drosselstelle als Senkdrossel arbeitet und somit ein lastunabhängiges Senken des Verbrauchers erreicht wird, ohne daß dabei der Neutralumlaufdruck erhöht würde. Zudem baut die vorgeschlagene Lösung einfach und mit wenig Aufwand und ist leicht bei vorhandenen Geräten nachrüstbar.
Weitere vorteilhafte Verbesserungen und Ausgestaltungen ergeben sich durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sowie aus der Beschreibung und der Zeichnung.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
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R. 45 0 4
dargestellt, deren einzige Figur ein Steuergerät in vereinfachter Darstellung in Stellung Senken zeigt.
Beschreibung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt ein Steuergerät 1O3 das als elektromagnetisch steuerbares Regelventil zum Steuern eines Krafthebers 11 auf einem Schlepper verwendet wird. Das Steuergerät 10 besteht im wesentlichen aus einem Umschaltventil 12 mit einem in seinem Umsehaltschieber 13 angeordneten Kontrollschieber 14, einem in den Druckmittelstrom zum Kraftheber 11 geschalteten Sperrventil 15, das die Funktionen eines Rückschlagventils und eines Senkventils übernimmt, einem dem Sperrventil zugeordneten Entsperrkolben 16 mit zusätzlicher Steuerfunktion sowie einem ersten, dem Umschaltventil 12 zugeordneten Vorsteuerventil 17 und einem zweiten dem Entsperrkolben 16 zugeordneten Vorsteuerventil 18. Sperrventil 15 und Entsperrkolben 16 bilden zusammen einen Sperrblock 19; die beiden Vorsteuerventile 17 und 18 bilden eine Vorsteuerstufe 21.
Das Umschaltventil 12 nimmt den Umschaltschieber 13 in einer Schieberbohrung 22 auf, die an ihren Enden zu einer ersten (23) und einer zweiten Steuerkammer 24 erweitert ist. Zwischen diesen Kammern sind anschließend an die erste Steuerkammer 23 eine dritte Steuerkammer 25» eine Ablaufkammer 26, eine Zulaufkammer 27» eine Verbraucherkammer 28 und eine Entlastungskammer 29 angeordnet. Die Zulaufkammer 27 steht über eine Zulaufleitung 31 mit einer Pumpe 32 in Verbindung, die öl aus einem Tank 33 saugt. Von der Zulaufleitung 31 führt eine erste Steuerleitung 35 über eine Drossel 36 ohne Zwischenschaltung irgendwelcher Ventilmittel in die erste Steuerkammer 23· Die erste Steuerleitung 35 ist ferner durch einen Steuerkanal 37, in dem ein die Zulaufleitung 31 absicherndes
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Rückschlagventil 38 liegt, mit der dritten Steuerkammer 25 verbunden, so daß Drossel 36 und Rückschlagventil 38 parallel zueinander liegen. Die Zulaufleitung 31 ist ferner über ein Druckbegrenzungsventil 39 zur Entlastungskammer 29 hin abgesichert. Der Umschaltschieber 13 weist drei Kolbenabschnitte 41, 42, 43 aufj von denen der zweite, mittlere, eine Peinsteuerfase 44 hat. Der zur ersten Steuerkammer 23 hin liegende erste Kolbenabschnitt 41 weist in seinem Innern eine koaxiale Längsbohrung 45 auf, in der der Kontrollschieber 14 geführt ist. Über Aussparungen 46 im ersten Kolbenabschnitt 4l und die Längsbohrung 45 hat die erste Steuerkammer 23 mit der dritten Steuerkammer 25 Verbindung, wobei diese Verbindung vom Kontrollschieber 14 absperrbar ist. Der Kontrollschieber 14 wird von einer Feder 47 in der gezeichneten Ruhestellung gehalten. Eine in der zweiten Steuerkammer 24 angeordnete zweite Feder 47 betätigt den Umschaltschieber 13 in Richtung der ersten Steuerkammer 23· Die Aussparungen 46 im Umschaltschieber 13 bilden zusammen mit dem Steuerkanal 37 und dem Rückschlagventil 38 Teile einer zweiten Steuerleitung 48, die parallel zur ersten Steuerleitung 35 die erste Steuerkammer 23 mit der Zulaufleitung 31 verbindet. Von der Ablaufkammer 26 führt eine Ablaufleitung 49 zum Tank 33·
Der Entsperrkolben l6 ist in einer Längsbohrung 53 geführt, in der nebeneinander eine Dämpfungskammer 54, eine Auslaßkammer 55i eine Weiterlaufkammer 56, eine Einlaßkammer 57 sowie ein Steuerraum 58 ausgebildet sind. Von der Einlaßkammer 57 führt ein Verbraucherkanal 59 zur Verbraucherkammer 28 des Umschaltventils 12, dessen Entlastungskammer 29 über einen Entlastungskanal 6l mit der Auslaßkammer 55 des Entsperrkolbens 16 Verbindung hat, welche weiterhin durch eine Rücklaufleitung 6l zum Tank 33 entlastet ist. Der von einer in der Dämpfungskammer 54 angeordneten Feder 63 belastete Entsperrkolben 16 hat einen der Dämpfungskammer 54 zugewandten, ersten Kolbenabschnitt 64 und einen den Steuerraum 58 be-
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R. «6 0 4
grenzenden, zweiten Kolbenabschnitt 65. Der ersten Kolbenabschnitt 64 steuert in einer nicht gezeichneten Ausgangsstellung des Entsperrkolbens 16 nicht nur eine Verbindung von der Dämpfungskammer 54 zur Auslaßkammer 55 auf, sondern nimmt ein Drosselrückschlagventil 66 auf, das über eine Querbohrung 67 eine zusätzliche Verbindung zwischen diesen beiden erwähnten Kammern 54, 55 steuern kann. Außerdem ragt vom ersten Kolbenabschnitt 64 ein Stößel 68 mit einem Stift 69 zum Sperrventil 15.
Das Sperrventil 15 hat einen als Sitzventilkörper ausgebildeten, abgestuften Hauptventilkörper 71» der die Verbindung zwischen einer ersten, mit einem Verbraucheranschluß 72 verbundenen Kammer 73 und einer zweiten, über einen Kanal 74 mit der Weiterlaufkammer 56 des Entsperrkolbens 16 verbundenen Kammer 75 steuert. Der Hauptventilkörper 71 ist hohl ausgebildet und nimmt in einem Raum 76 mit einem ersten und zweiten Ventilsitz 77 bzw. 78 eine Kugel 79 als Schließglied auf; der Raum 76 ist über eine Axialbohrung 81 einerseits mit der zweiten Kammer 75 und andererseits mit einem Federraum 82 verbunden, der über eine Drosselbohrung 83 mit der ersten Kammer 73 Verbindung hat. Eine Feder 84 drückt den Hauptventilkörper 71 gegen seinen Sitz 85, wobei der Stift in die Axialbohrung 81 ragt, die einen Feinsteuerfasen tragenden Ansatz 80 durchdringt. Der Verbraucheranschluß 72 ist durch ein Druckbegrenzungsventil 86 zur Rücklaufleitung 62 hin abgesichert.
Die beiden Vorsteuerventile 17, l8 der Vorsteuerstufe 21 sind untereinander gleich und als 3Wege-2Stellungs-Ventile ausgebildet, deren federbelastete Steuerschieber 87 bzw. 88 jeweils von einem Magneten 89 bzw. 91 betätigbar sind. Jedes Vorsteuerventil 17, l8 hat einen Zulaufanschluß 92 bzw. 93, einen Verbraueheranschluß 94 bzw. 95 sowie einen gemeinsamen Rücklaufanschluß 96. Beide Zulaufanschlüsse 92, 93 sind über
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> R. 4 6 O &
eine Leitung 97 mit der Zulaufkammer 27 verbunden. Vom Rücklaufanschluß 96 führt eine Leitung 98 zur Rücklaufleitung 62 und zwar zu einer Stelle, die stromabwärts von einer in die Rücklaufleitung 62 geschalteten Drosselstelle 99 liegt. Der Verbraucheranschluß 94 hat über eine Leitung 101 mit der zweiten Steuerkammer 24 des Umschaltventils 12 und der Verbraucheranschluß 95 über eine Leitung 102 mit dem Steuerraum 58 des Entsperrkolbens 16 Verbindung.
Der Verbraucherkanal 59 3 der Kanal 74 und der Verbraucher-Anschluß 72 bilden Teile einer vom Umschaltventil 12 über den Sperrblock 19 zum Kraftheber 11 geführten Arbeitsleitung 103.
Die Wirkungsweise des Steuergeräts 10 ist wie folgt:
In einer Neutralstellung (nicht gezeichnet) sind beide Vorsteuerventile 173 18 nicht betätigt; die zweite Steuerkammer 24 des Umsehaltventils 12 und der Steuerraum 58 des Entsperrkolbens 16 sind über die Leitung 98 und die Rücklaufleitung 62 entlastet. Das von der Pumpe 32 geförderte Öl wird vom Umschaltschieber 13 in die Ablaufleitung 49 geleitet, wobei infolge der Kraft der Feder 47 ein geringer Neutralumlaufdruck in der Zulaufkammer 27 angedrosselt wird, der-über die Leitung 97 an den Zulauf-Anschlüssen 92, 93 der Vorsteuerventile 17, l8 ansteht. Der Kraftheber 11 ist durch das vorgesteuerte Sperrventil 15 hydraulisch blockiert.
Um einen Hebenvorgang am Kraftheber 11 einzuleiten, wird das erste Vorsteuerventil 17 elektromagnetisch betätigt. Dabei verbindet es seinen Zulaufanschluß 92 mit seinem Verbraucheranschluß 94. Die zweite Steuerkammer 24 am Umschaltschieber 13 erhält Neutralumlaufdruck, wodurch die Feder 47 den nun druckausgeglichenen Umschaltschieber 47 nach links (bezogen auf die Figur) drückt und dabei die Verbindung zur Ablaufleitung abdrosselt. Das öl strömt somit über die Arbeitsleitung 103 zum Kraftheber 11, wobei das Sperrventil 15 als
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R. <604
normales Rückschlagventil arbeitet, da sich die Kugel 79 an den ersten Ventilsitz 77 legt. Der Steuerraum 58 ist dabei über das zweite Vorsteuerventil 18 zum Tank 33 entlastet, wodurch der Entsperrkolben 16 durch die Kraft der Feder 63 in seiner Ausgangsstellung gehalten wird, in der er nur die Weiterlaufkammer 56 mit der Einlaßkammer 57 verbindet, also die Arbeitsleitung 103 offen hält.
Um einen Senkenvorgang am Kraftheber 11 einzuleiten, wird nur das zweite Vorsteuerventil 18 betätigt, wie es die Figur zeigt. Dabei wird der Steuerraum 58 über die Leitung 102, die Anschlüsse 95» 93 am zweiten Vorsteuerventil l8 und die Leitung 97 mit der Zulaufkammer 27 verbunden. Somit herrscht im Steuerraum 58 stets Neutralumlaufdruck, der den Entsperrkolben 16 zusammen mit Sperrventil 15 in der gezeichneten Stellung hält bzw. in einer Richtung belastet. Gleichzeitig wirken am Entsperrkolben 16 entgegen dem Neutralumlaufdruck ein Staudruck in der Dämpfungskammer 5^ und die Kraft der Feder 63. Dabei entsteht der Staudruck dadurch, daß das vom Kraftheber 11 über das Sperrventil 15, den Kanal 74 den Entsperrkolben 16 und die Rücklaufleitung 62 zum Tank 33 zurückströmende Druckmittel von der Drosselstelle 99 angedrosselt wird. Der stromaufwärts von letzterer in der Rücklaufleitung 62 angestaute Druck wirkt über die Querbohrungen 67 und das Drosselrückschlagventil 66 in der Dämpfungskammer; der angestaute Druck hat keine Möglichkeit über die Vorsteuerstufe 21 in die zweite Steuerkammer 2h des Umsehaltventils zu gelangen und damit den Neutralumlaufdruck zu beeinflussen. Ist die Last am Kraftheber 11 groß, so fließt mehr Druckmittel durch die Drosselstelle 99» wodurch sich der Staudruck erhöht. Der Entsperrkolben l6 bewegt sich weiter nach rechts (bezogen auf die Figur) und damit auch der vorgesteuerte Hauptventilkörper 71* der mit seinem in den konisch verlaufenden Sitz 85 ragenden Ansatz 80 den Druckmittelstrom stärker androsselt. Umgekehrt fließt bei kleiner Last am Kraftheber 11 weniger Druckmittel durch die Drosselstelle 99'»
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der stromaufwärts von ihr angestaute Druck ist niedriger, wodurch sich der Entsperrkolben 16 mit Hauptventilkörper unter der Wirkung des Neutralumlaufdrucks weiter nach links (bezogen auf Figur) bewegt und der Ansatz 80 einen größeren Durchflußquerschnitt aufsteuert. Damit arbeitet der Sperrblock 19 als Senkdrossel und hält unabhängig von der Größe der jeweiligen Last den zum Tank zurückfließenden Druckmittelstrom weitgehend konstant. Dabei arbeiten der Entsperrkolben 16 und der vorgesteuerte Hauptventilkörper 71 vorteilhaft nach Art einer Polgesteuerung zusammen, wobei der Entsperrkolben 16 nur sehr kleine Kräfte aufbringen muß. Unabhängig von der Funktion als Senkdrossel kann dabei der Neutralumlaufdruck auf einem niedrigen Wert gehalten werden.
Selbstverständlich sind Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So kann die Vorsteuerstufe anders ausgebildet werden, indem z.B. anstelle zweier Ventile ein einziges Ventil verwendet wird. Entscheidend ist nur, daß bei Senken keine Verbindung entsteht, über die der Staudruck der Drosselstelle auf den Umschaltschieber einwirken könnte. Obwohl die gezeigte Bauart besonders vorteilhaft ist, könnte die verstellbare Drossel für die Senkdrosselfunktion vom Hauptventilkörper unmittelbar zum Entsperrkolben verlegt werden, indem z.B. der erste Kolbenabschnitt 64 mit einer entsprechenden Steuerkante versehen wird. Zudem kann anstelle des gezeigten Sperrventils mit zwei innenliegenden Ventilsitzen für die Kugel 79 auch ein anderes Sperrventil verwendet werden, wie es bei bekannten, vorgesteuerten Sperrblöcken verwendet wird.
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Claims (7)

  1. R. '6M
    11.4.1978 My/Kö
    ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1
    Ansprüche
    Steuergerät für ein hydraulisch angetriebenes, insbesondere an ein landwirtschaftliches Fahrzeug angebautes Arbeitsgerät, mit einem Umschaltventil, einem Sperrblock und einer letztere beeinflussenden Vorsteuerstufe und mit einem dem Umschaltventil zugeordneten, von der Kraft einer Feder und dem Druck in wenigstens einer Steuerkammer beaufschlagten Umschaltschieber, der eine Zulaufleitung wahlweise mit einer Ablaufleitung oder mit einer zu einem Hydrozylinder führenden Arbeitsleitung verbindet, die über einen Entsperrkolben und ein Sperrventil des Sperrblocks geführt ist, wobei der Entsperrkolben Verbindungen vom Sperrventil zum Umschaltventil und zu einer Rücklaufleitung steuert und mit einer Dämpfungskammer am Entsperrkolben sowie mit einem mit der Vorsteuerstufe verbundenen Steuerraum am Entsperrkolben und mit einem Rücklaufanschluß an der Vorsteuerstufe, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rücklaufleitung (62) eine Drosselstelle (99) geschaltet ist und daß der Rücklaufanschluß (96) der Vorsteuerstufe (21) mit einer Stelle der Rücklaufleitung (62) Verbindung hat, die stromabwärts von der Drosselstelle (99) liegt.
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    - 2 - R. 46 O 4
  2. 2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuerstufe (21) aus schaltenden Ventilen (173 18) gebildet ist.
  3. 3. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuerstufe (21) aus zwei elektromagnetisch betätigten 3Wege-2Stellungs-Ventilen (17, 18) besteht, die einen gemeinsamen Rücklaufanschluß (96) aufweisen, der bei nicht betätigtem ersten Vorsteuerventil (17) mit der Steuerkammer (24) des Umschaltschiebers Verbindung hat.
  4. 4. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Entsperrkolben (16) zwischen der Dämpfungskammer (54) und dem Steuerraum (58) liegend eine Auslaßkammer (55)> eine Weiterlaufkammer (56) und eine Einlaßkammer (57) zugeordnet ist, von denen die Auslaßkammer (55) mit der Rücklaufleitung (62), die Weiterlaufkammer (56) mit-dem Sperrventil (15) und die Einlaßkammer (57) mit dem Umschaltventil (12) verbunden sind.
  5. 5. Steuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Entsperrkolben (16) einen ersten, die Verbindung von der Weiterlaufkammer (56) zur Auslaßkammer (55) steuernden Kolbenabschnitt (64) und einen zweiten, die Verbindung von der Weiterlaufkammer (56) zur Einlaßkammer (67) steuernden Kolbenabschnitt (65) aufweist.
    909843/0168
    -3- R. 4604
  6. 6. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Entsperrkolben (16) mit dem Hauptventilkörper (71) des Sperrventils (15) eine Folgesteuerung bildet und der Hauptventilkörper (71) eine verstellbare Drossel für die Senkdrosselfunktion des Sperrblocks (19) bildet.
  7. 7.. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Drossel für die Senkdrosselfunktion des Sperrblocks am Entsperrkolben ausgebildet
    ist.
    909843/0168
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