DE2938743C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuereinrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2. Derartige hydraulische
Steuereinrichtungen dienen zur Steuerung von Lasten; sie
können von einer einzigen Pumpe mit konstanter oder verstellbarer
Fördermenge gespeist werden. Die hydraulische
Steuereinrichtung ist mit einer lastabhängigen Regeleinrichtung
versehen. Sie kann in einem System verwendet werden, das
mehrere Lasten steuern kann, wobei jede Last unter positiven
und negativen Lastzuständen von einem eigenen Wegeventil
gesteuert wird. Insbesondere können gleichzeitig eine Anzahl
von positiven und negativen Lasten gesteuert werden.
Eine hydraulische Steuereinrichtung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 ist aus der US-PS 38 82 896 bekannt. Bei der vorbekannten
Lösung ist bei der Steuerung von negativen Lasten
eine Rückführung des Druckmittels zum Eingang des Wegeventils
nicht möglich. Auch bei der Steuerung von negativen Lasten
muß also dem Druckmittelmotor von der Pumpe Druckmittel zugeführt
werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydraulische Steuereinrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorzuschlagen,
die beim Auftreten von negativen Lasten energiesparender
arbeitet.
Nach einem ersten Vorschlag wird diese Aufgabe durch die im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale
gelöst. Ein freibeweglicher Kolben sperrt bei Vorliegen einer
negativen Last über die Druckwaage für positive Lasten die
Druckmittelverbindung von der Pumpe zum aufgesteuerten Lastdruckraum
ab und aktiviert die Druckwaage für negative
Lasten. Zwischen dem aufgesteuerten Auslaßraum und dem zugehörigen
Lastdruckraum ist jeweils eine durch ein Rückschlagventil
entsperrbare Druckmittelverbindung vorgesehen.
Nach einem zweiten Vorschlag, für den selbständig Schutz
beansprucht wird, wird die der Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des nebengeordneten
Anspruchs 2 gelöst. Ein verschiebbarer Kolben aktiviert
bei Vorliegen einer negativen Last die Druckwaage für negative
Lasten. Zwischen dem aufgesteuerten Auslaßraum und dem
zugehörigen Lastdruckraum ist jeweils eine durch ein Rückschlagventil
entsperrbare Druckmittelverbindung vorgesehen.
Weiterhin ist ein Steuerventil vorgesehen, das bei Vorliegen
einer negativen Last über die Druckwaage für positive Lasten
die Druckmittelverbindung von der Pumpe zum aufgesteuerten
Lastdruckraum absperrt.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden
nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich
beschrieben. In diesen zeigt
Fig. 1 im Längsschnitt eine erste Ausführungsform
der Steuereinrichtung.
Fig. 2 zeigt im Längsschnitt eine zweite Ausführungsform
der Steuereinrichtung.
Gemäß der Fig. 1 ist ein Wegeventil 10 nach
einer Ausführungsform der Erfindung zwischen dem die
Last L steuernden, schematisch angedeuteten Druckmittelmotor
11 und einer Pumpe 12 mit konstantem oder verstellbarem
Förderstrom angeordnet. Die Pumpe wird von
einem nicht gezeigten Antrieb über eine Welle 13 angetrieben.
Ein zweites Wegeventil 14, das ebenso ausgebildet
ist wie das Wegeventil 10, ist zwischen dem
die Last W steuernden, schematisch angedeuteten Druckmittelmotor
15 und der Pumpe 12 angeordnet. Der von der
Pumpe 12 an die Wegeventile 10 und 14 abgegebene Strom
wird durch einen Stromregler 16 gesteuert. Wenn die Pumpe
12 mit konstantem Förderstrom arbeitet, ist der Stromregler
16 ein auf einen Differenzdruck ansprechendes Überströmventil,
das in an sich bekannter Weise Druckmittel von
der Pumpe 12 in einen Behälter 17 überströmen läßt und dadurch
bewirkt, daß der Förderdruck der Pumpe 12 um eine konstante
Druckdifferenz höher ist als der in dem Druckmittelmotor
11 oder 15 erzeugte Lasthaltedruck. Wenn die Pumpe 12
mit verstellbarer Fördermenge arbeitet, ist der Stromregler
16 ein an sich bekannter differenzdruckabhängiger Regler,
der die Fördermenge der Pumpe 12 derart steuert, daß
der Förderdruck der Pumpe 12 um eine konstante Druckdifferenz
über dem in dem Druckmittelmotor 11 oder 15 erzeugten
Lasthaltedruck liegt.
Das Wegeventil 10 ist ein Vierwegeventil.
Sein Gehäuse 18 besitzt eine Bohrung 19, in der ein
Schieberkolben 20 axial geführt ist. Dieser besitzt
Rippen 21, 22, 23, die in der in Fig. 1 gezeigten Ruhestellung
des Ventils einen Druckmittelzuführraum 24, die Lastdruckräume
25 und 26 und die Auslaßräume 27 und 28 voneinander
trennen. Der Auslaßraum 27 ist über Anschlüsse
29, einen zentralen Kanal 30 in dem Schieberkolben 20
und Anschlüsse 31 mit dem Auslaßraum 28 verbunden.
Zwischen den Lastdruckräumen 25 und 26 und dem
Einlaßraum 24 sind Lastdruck-Meßkanäle 32 und 33 für positive
Lasten vorgesehen. Diese Kanäle sind in der Ruhestellung
des Schieberkolbens 20 durch die Rippe 21 verlegt
und über den Signalkanal 34, ein Rückschlagventil 35
und eine Signalleitung 36 mit dem Stromregler 16 für die
Pumpe verbunden. Das Wegeventil 14 besitzt ebenfalls
Lastdruck-Meßkanäle für positive Lasten. Diese Meßkanäle
sind über eine Leitung 37, ein Rückschlagventil 38
und eine Signalleitung 36 ebenfalls mit dem Stromregler
16 für die Pumpe verbunden. Zwischen dem Lastdruckraum
25 und dem Auslaßraum 27 ist ein Lastdruck-Meßkanal
39 für negative Lasten vorgesehen; ein weiterer
Lastdruck-Meßkanal 40 für negative Lasten befindet sich
zwischen dem Lastdruckraum 26 und dem Auslaßraum 28.
In der Rippe 21 des Schieberkolbens 20 befinden
sich Signalschlitze 41 und 42, die in der Ebene der
Meßkanäle 32 und 33 für positive Lasten angeordnet sind,
sowie Dosierschlitze in Form von Drosselkanälen 43 und 44, die in an sich bekannter
Weise in der Umfangsrichtung im Abstand voneinander und
von den Signalschlitzen 41 und 42 angeordnet sein können.
Die Rippe 23 ist mit einem Signalschlitz 45 versehen,
der in der Ebene des Meßkanals 39 für negative Lasten
angeordnet ist, und in der Umfangsrichtung im Abstand
von dem Meßkanal 39 mit dem Dosierschlitz 46. Die Rippe 22
ist mit dem Signalschlitz 47 versehen, der in der Ebene des
Meßkanals 40 für negative Lasten angeordnet ist, und in der
Umfangsrichtung im Abstand von dem Meßkanal 40 mit dem Dosierschlitz
48. Die Signalschlitze 41, 42, 45 und 47 können
in an sich bekannter Weise durch Stirnflächen der Rippen 21,
22 und 23 ersetzt werden. Auf geeignete Weise ist der Schieberkolben
20 gegen eine Drehung relativ zu der Bohrung 19
festgelegt.
Der Auslaßraum 28 steht über Schlitze 49 in einem
Regelkolben 50 für negative Lasten mit einem Abströmraum 51
in Verbindung. Diese Schlitze 49 sind mit Drosselkanten 52
ausgebildet. Der als Druckwaage ausgebildete Regelkolben 50 für negative Lasten steht
in den Steuerraum 53 vor. Eine Feder 54 trachtet, den Regelkolben
50 in die dargestellte Stellung zu bewegen. Der
Regelkolben 50 besitzt einen Kanal 55, der den Auslaßraum
28 mit dem Raum 56 verbindet, und ist mit einem
Anschlag 57 versehen, der eine Bewegung des Regelkolbens
50 nur bis zu der Fläche 58 gestattet. Der Abströmraum
51 steht über eine Abströmleitung 59, ein abströmseitiges
Druckentlastungsventil 60 und die Leitung 61 mit
dem Behälter 17 in Verbindung.
Die Pumpe 12 ist über ihre Druckleitung 62 und
ein Rückschlagventil 63 mit einem Einlaßraum 64 verbunden.
Die Druckleitung 62 steht ferner über ein Rückschlagventil
65 mit dem Einlaßraum des Wegeventils 14 in Verbindung.
Die Steuerbohrung 66 verbindet den Einlaßraum 64
mit dem Zuführraum 24. Der in der Steuerbohrung 66 axialverschiebbare,
als Druckwaage ausgebildete Regelkolben 67 steht mit seinem einen Ende in
den Raum 68 vor, der über den Kanal 69 mit dem Zuführraum
24 verbunden ist, und greift an einem freibeweglichen
Kolben 70 an. Das andere Ende des Regelkolbens 67
steht in den Steuerraum 71 vor, der über den Kanal 72 mit
den Meßkanälen 32 und 33 für positive Lasten und über eine
Drossel 73 mit der Abströmleitung 59 und dem Eintritt
des abströmseitigen Druckentlastungsventils 60 verbunden
ist. Ebenso sind der Steuermann und die Drossel des
Wegeventils 14 durch die Leitung 74 mit dem Eintritt des
abströmseitigen Druckentlastungsventils 60 verbunden. Der
Regelkolben 67 ist mit Schlitzen 75 versehen, die zwischen
dem Einlaßraum 64 und dem Zuführraum 24 angeordnet sind
und in Drosselkanten 76a enden. Eine Belastungsfeder 76
trachtet, den Regelkolben 67 in die gezeigte Stellung zu
bewegen, in welcher der Zuführraum 24 über die Schlitze
75 mit dem Einlaßraum 64 verbunden ist.
Der freibewegliche Kolben 70 ist an seinem einen
Ende mit dem Druck in dem Raum 68 beaufschlagt, der mit dem
Zuführraum 24 verbunden ist, und ist an seinem anderen Ende
mit dem Druck in dem Steuerraum 77 beaufschlagt, der mit
den Meßkanälen 39 und 40 für negative Lasten verbunden ist.
Durch den Vorsprung 78 des freibeweglichen Kolbens 70 sind
in der dargestellten Stellung der Kanal 79 und der Steuerraum
53 von dem Steuerraum 77 effektiv getrennt.
Das abströmseitige Druckentlastungsventil 60 befindet
sich zwischen dem kombinierten Abströmsystem für die
Wegeventile 10 und 14 einerseits und dem Behälter 17 andererseits.
Zu dem kombinierten Abströmsystem gehört auch das
Überströmsystem für die Pumpe 12. Das unter Druck stehende
Abströmsystem für das Wegeventil 10 umfaßt die Abströmleitung
59, die mit der Überströmleitung 80 und den Räumen 81
und 82 verbunden ist, die mit den Lastdruckräumen 25 und 26
durch die Rückschlagventile 83 und 84 verbunden sind, die
eine Strömung nur in einer Richtung gestatten. Das abströmseitige
Druckentlastungsventil 60 ist mit einem Drosselkörper
85 versehen, der von einer Feder 86 zu dem Ventilsitz 87
hin belastet ist.
Wenn die Pumpe 12 mit konstanter Fördermenge
arbeitet, wird überschüssiger Förderstrom der Pumpe von
dem differenzdruckabhängigen Überströmventil oder einem
anderen Stromregler 16 für die Pumpe über die Leitung 80
der Abströmleitung 59 zugeführt, die zu dem unter Druck
stehenden, kombinierten Abströmsystem für die Wegeventile
10 und 14 gehört.
Die Rippen und Schlitze des Schieberkolbens 20
sind vorzugsweise so angeordnet, daß bei einer Bewegung
des Schieberkolbens 20 in der einen oder anderen Richtung
aus der in Fig. 1 gezeigten Ruhestellung zunächst
einer der Lastdruckräume 25 und 26 über die Signalschlitze
41 oder 42 mit dem Meßkanal 32 oder 33 für positive Lasten
verbunden wird und der andere Lastdruckstrom über die
Signalschlitze 45 oder 47 mit dem Meßkanal 38 oder 40 für
negative Lasten verbunden wird, während die Lastdruckräume
25 und 26 noch von dem Zuführraum 24 und den Auslaßräumen
27 und 28 getrennt sind. Bei einer weitgehenden
Bewegung des Schieberkolbens 20 von seiner Ruhestellung
weg verbinden die Dosierschlitze 43 oder 44 den Lastdruckraum
25 oder 26 mit dem Zuführraum 24 und verbinden
die Dosierschlitze 46 oder 48 den anderen Lastdruckraum
mit einem der Auslaßräume 27 und 28.
Das in der Fig. 2 gezeigte Wegeventil 89
ähnelt dem in Fig. 1 gezeigten Wegeventil 10, und in
beiden Figuren sind gleiche Bestandteile mit gleichen
Bezugsziffern bezeichnet. Das in Fig. 2 gezeigte System
besitzt ferner ein Wegeventil 90, das dem Wegeventil
89 ähnelt. Der in Fig. 1 gezeigte, freibewegliche
Kolben 70 ist in Fig. 2 mit einem Querloch 91 versehen,
das einen Anschlagzapfen 92 enthält. Der Abströmraum
51 steht über eine Leitung 93 mit einem Hauptabführventil
94 in Verbindung. Dieses besitzt ein Gehäuse 95 mit
einem Anschlag 96 und einer Bohrung 97, in der ein Kolben 98
geführt ist, der von einer Feder 99 zu der in Fig. 2 gezeigten
Stellung hin belastet ist. Der Kolben 98 ist mit einem
Kugelkopf 100 versehen, der an dem Sitz 101 angreifen kann.
Der Raum unter dem Kolben 98 steht mit dem Steuerraum 102
in Verbindung, der über die Leitungen 103 und 104 und die
Rückschlagventile 106 mit den in dem Wegeventil 89
vorgesehenen Kanälen 39 und 40 für negative Lasten verbunden
ist. Der Raum 107 in dem Hauptabführventil 94 ist über eine
Drosselöffnung 108 mit dem Steuerraum 102 und über die Leitung
109 mit dem Behälter 17 und schließlich über eine Leitung
110 mit einem Steuerventil 111 verbunden. Dieses
besitzt ein Gehäuse 112, in dessen Bohrung 113 ein Schieberkolben
114 geführt ist. Der Schieberkolben 114 besitzt Rippen
115 und 116, die zusammen mit einem sie verbindenden
Schaft 117 die Räume 118, 119 und 120 begrenzen. Der
Raum 118 ist durch eine Leitung 121 mit den Meßkanälen
39 und 40 für negative Lasten verbunden. Der Raum 119
ist durch die Leitung 110 mit dem Raum 107 und daher mit
dem Behälter 17 verbunden. Der an die Rippe 116 angrenzende
Raum 120 ist durch die Leitung 72 stromaufwärts von
dem Rückschlagventil 35 mit den Meßkanälen 32 und 33 für
positive Lasten verbunden. Der Zuführraum 24 ist mit der
Abströmleitung 59 durch die Leitung 125 und das Rückschlagventil
124 verbunden, das eine Strömung nur in einer Richtung
gestattet.
Wie vorstehend erläutert wurde, wird durch den
Stromregler 16 für die Pumpe der von der Pumpe 12 an die
Druckleitung 62 abgegebene Druckmittelstrom derart geregelt,
daß der Druck in der Druckleitung 62 um eine konstante
Druckdifferenz über dem höchsten Lastsignaldruck
liegt, der über das Rückschlagventilsystem an die Signalleitung
36 angelegt wird. Wenn sich die Schieberkolben der
Wegeventile 10 und 14 in ihrer Ruhestellung befinden, in
der sie die Meßkanäle 32 und 33 für positive Lasten verlegen,
wird von der Signalleitung 36 der niedrigste Signaldruck
an den Eingang des Stromreglers 16 für die Pumpe angelegt.
Wenn nun in dem System gemäß Fig. 1, in dem die
Pumpe 12 mit konstanter Fördermenge arbeitet, die Pumpe
anläuft, bewirkt der Stromregler 16 für die Pumpe, daß
der ganze Förderstrom der Pumpe über die Leitung 80,
die Abströmleitung 59, das abströmseitige Entlastungsventil
60 und die Leitung 61 in den Behälter 17 überströmt,
und zwar unter dem Mindestdruck, welcher der
Vorspannung der Feder 86 entspricht, und daß gleichzeitig
in der Druckleitung 62 ein konstanter Druck aufrechterhalten
wird, der um eine konstante Druckdifferenz
über dem Druck in der Signalleitung 36 oder dem Druck in
der Abströmleitung 59 liegt. In der vorstehend beschriebenen
Weise wird daher der ganze Förderstrom der Pumpe
von dem Stromregler 16 für die Pumpe dem unter niedrigem
Druck stehenden Abströmsystem zugeführt, so daß dieser
Förderstrom nicht in die Wegeventile 10 und 14 gelangen
kann. Da die Signalleitung 36 über den Kanal 72
mit dem Steuerraum 71 verbunden ist und dieser über die
Drossel 73 ebenfalls mit der Eintrittsseite des
abströmseitigen Druckentlastungsventils 60 verbunden
ist, liegt der durch dieses Überströmen bedingte Druck
in der Druckleitung 62 um eine konstante Druckdifferenz
über dem in der Abströmleitung 59 herrschenden Druck,
der dem Öffnungsdruck des abströmseitigen Druckentlastungsventils
60 entspricht. Dieser durch das Überströmen
bedingte Druck, der über den Kanal 69 an den Raum 68
angelegt wird, beaufschlagt dort die Querschnittsfläche des
Regelkolbens 67 und bewegt diesen gegen die Kraft der Belastungsfeder
76 von rechts nach links, so daß er mit den
Drosselkanten 76a den Durchlaß zwischen dem Einlaßraum 64
und dem Zuführraum 24 schließt.
Wenn die Pumpe 12 mit verstellbarer Fördermenge
arbeitet, kann es notwendig sein, von der Pumpe 12 den Mindeststrom
abzuzweigen, der dem aus den Leitungen 80, 74, der
Abströmleitung 59 und dem abströmseitigen Druckentlastungsventil
60 bestehenden Abströmsammler zugeführt werden muß,
damit dieser unter Druck gehalten wird. Man kann ein druckminderndes
Druckregelventil verwenden, das bei einem Sinken
des Druckes in dem Abströmsammler unter den Öffnungsdruck
des abströmseitigen Druckentlastungsventils 60 einen Teil
des Förderstroms der Pumpe gedrosselt dem Abströmsammler
zuführt, damit in diesem ein vorgewählter Mindestdruck
aufrechterhalten wird.
Es sei nun angenommen, daß auf den Lastdruckraum
25 eine positive Last einwirkt. Jetzt wird der Schieberkolben
20 zunächst so weit nach rechts bewegt, daß der
Lastdruckraum 25 über den Signalschlitz 41 mit dem Meßkanal
32 für positive Lasten verbunden ist, während der
Zuführraum 24, die Lastdruckräume 25 und 26 und die Auslaßräume
27 und 28 durch die Rippen 21, 22 und 23 noch voneinander
getrennt sind. Wie vorstehend beschrieben wurde,
bewirkt das von dem Meßkanal 32 für positive Lasten über
den Signalkanal 34, das Rückschlagventilsystem und die
Signalleitung 36 an den Stromregler 16 für die Pumpe
angelegte Lastdrucksignal, daß der Druck in der Druckleitung
62 auf einen Wert steigt, der um eine konstante
Druckdifferenz über dem Lastdrucksignal liegt. Der
über den Kanal 72 an den Steuerraum 71 angelegte Lastdruck
bewegt den Regelkolben 67 für positive Lasten nach rechts,
so daß über die Schlitze 75 die Verbindung zwischen dem Einlaßraum
64 und dem Zuführraum 24 aufgesteuert wird. Dabei
wird die Verbindung zwischen dem Zuführraum 24 und dem Einlaßraum
64 so lange offengehalten, wie der Stromregler 16
für die Pumpe zwischen deren Förderdruck und dem durch die
positive Last bedingten Lastdruck eine konstante Druckdifferenz
aufrechterhält.
Durch die weitgehende Bewegung des Schieberkolbens
20 nach rechts wird über den Dosierschlitz 43 die Verbindung
zwischen dem Lastdruckraum 25 und dem Zuführraum 24
aufgesteuert und wird über den Dosierschlitz 48 die Verbindung
zwischen dem Lastdruckraum 26 und dem Auslaßraum 28
aufgesteuert. In der vorstehend beschriebenen Weise hält
der Stromregler 16 für die Pumpe an dem durch die Verschiebung
des Dosierschlitzes 43 aufgesteuerten Drosselkanal
einen konstanten Druckabfall aufrecht. Dabei
ist der in den Lastdruckraum 25 eintretende Strom der
Querschnittsfläche des Drosselkanals und damit dem Weg
des Schieberkolbens 20 aus seiner Ruhestellung proportional
und von der Größe der Last L unabhängig. Bei der
Steuerung einer positiven Last wird der freibewegliche
Kolben 70 einerseits mit dem Druck in dem Zuführraum 24
und andererseits über den Meßkanal 40 für negative Lasten
mit dem niedrigen Druck in dem Lastdruckraum 26 beaufschlagt.
Infolge dieser Druckdifferenz bleibt der freibewegliche
Kolben 70 in seiner rechten Endstellung, in
der er mit dem Vorsprung 78 die Verbindung zwischen dem
Steuerraum 77 und dem Kanal 79 einerseits und dem Steuerraum
53 andererseits sperrt, so daß der Regelkolben 50 für
negative Lasten jetzt effektiv unwirksam ist.
Es sei nun angenommen, daß während der Steuerung
der positiven Last L mittels des Wegeventils 10 das Stromventil
15 zur Steuerung einer größeren positiven Last herangezogen
wird. Jetzt wird von dem Stromventil 15 ein größeres
Lastdrucksignal über das Rückschlagventilsystem an den
Stromregler 16 für die Pumpe abgegeben, der daher den Druck
in dem System um eine konstante Druckdifferenz über dem Haltedruck
für die positive Last W hält. In der vorstehend beschriebenen
Weise wird der Druckabfall an dem Dosierschlitz
43 erhöht und mit ihm auch die Druckdifferenz
zwischen dem Raum 68 und dem Steuerraum 71. Der Regelkolben
67 für positive Lasten bewegt sich nun in seine
Modulierstellung, in der er mit seinen Drosselkanten 76a
den aus dem Einlaßraum 64 in den Zuführraum 24 tretenden
Strom derart steuert, daß zwischen dem Zuführraum 24
und dem Lastdruckraum 25 eine konstante Druckdifferenz aufrechterhalten
und dadurch der durch den Dosierschlitz 43
tretende Strom gesteuert wird. Während dieser steuernden
Drosselfunktion liegt über den Meßkanal 40 für negative
Lasten an dem Steuerraum 77 der niedrige Druck, der in
dem Lastdruckraum 26 herrscht. Der mit dem Druck in dem
Zuführraum 24 beaufschlagte, freibewegliche Kolben 70
wird in seiner rechten Endstellung gehalten, in der er
mit seinem Vorsprung 78 den zu dem Steuerraum 53 führenden
Kanal 79 schließt. Daher wird das durch die negative
Last bedingte Lastdrucksignal von dem Regelkolben
50 für negative Lasten weggenommen, so daß dieser
während der Steuerung einer positiven Last unwirksam
bleibt. Diese Funktion des freibeweglichen Kolbens 70
gewährleistet eine wirksame Verriegelung zwischen den
Regeleinrichtungen für positive und negative Lasten.
Es sei nun angenommen, daß auf den Lastdruckraum
26 eine negative Last L einwirkt und der Schieberkolben
20 aus seiner Ruhestellung nach rechts bewegt wird
und daß gleichzeitig in der vorstehend beschriebenen Weise
der Regelkolben 67 für positive Lasten durch den Leerlaufdruck
der Pumpe in einer Stellung gehalten wird, in
der er die Verbindung zwischen dem Einlaßraum 64 und dem
Zuführraum 24 sperrt. Durch die Bewegung des Schieberkolbens
20 wird zunächst über den Signalschlitz 41 der
Lastdruckraum 25 mit dem Meßkanal 32 für positive Lasten
verbunden. An dem Lastdruckraum 25 liegt nur der
niedrige Druck an, auf den weder der Stromregler 16 für
die Pumpe noch der Regelkolben 67 für positive Lasten
anspricht. Gleichzeitig wird der Signalschlitz 47 mit
dem Meßkanal 40 für negative Lasten verbunden, so daß
der Lastdruckraum 26, an dem über Signalkanäle der durch
die negative Last bedingte Lastdruck liegt, mit dem Steuerraum
77 verbunden ist. Der von der Belastungsfeder 76 belastete
Regelkolben 67 greift an dem freibeweglichen Kolben 70
an, so daß die Druckdifferenz zwischen den Steuerräumen 71
und 77 bewirkt, daß sich der freibewegliche Kolben 70 und
der Regelkolben 67 nach links bewegen und der Vorsprung 78
den Kanal 79 und damit die Querverbindung zwischen den
Steuerräumen 77 und 53 aufsteuert. Unter der Einwirkung
des durch die negative Last bedingten Lastdruckes, der
an dem Meßkanal 40 für negative Lasten vorhanden ist,
bewegt der freibewegliche Kolben 70 den Regelkolben 67
ganz nach links, so daß die Drosselkanten 76a den Vorratsraum
24 von dem Einlaßraum 64 trennen. Gleichzeitig
wird der durch die negative Last bedingte Lastdruck aus
dem Steuerraum 77 über den Kanal 79 an den Steuerraum 53
angelegt, in dem er die Querschnittsfläche des Regelkolbens
50 für negative Lasten beaufschlagt und diesen gegen
die Kraft der Belastungsfeder 54 ganz nach rechts bewegt,
so daß die Drosselkanten 52 die Verbindung zwischen dem
Auslaßraum 28 und dem Abströmraum 51 unterbrechen.
Durch eine weitgehende Bewegung des Schieberkolbens
20 nach rechts wird über den Dosierschlitz 48
der Lastdruckraum 26 mit dem Auslaßraum 28 verbunden und
wird über die Dosierschlitze 43 der Lastdruckraum 25 mit
dem Zuführraum 24 verbunden. Da sich der Regelkolben 50
für negative Lasten in einer Stellung befindet, in der er
den Auslaßraum 28 absperrt, steigt der Druck in diesem auf
einen Wert, bei dem der Druck in dem Steuerraum 53 auf die
Querschnittsfläche des Regelkolbens 50 für negative Lasten
eine Kraft ausübt, die ebensogroß ist wie die Summe der
Kraft, die durch den Druck in dem Auslaßraum 28 und daher
den Druck in dem Raum 56 auf dieselbe Querschnittsfläche
ausgeübt wird, und der Kraft der Belastungsfeder
39. Jetzt bewegt sich der Regelkolben 50 für negative
Lasten von rechts nach links in eine Modulierstellung,
in der mittels der Drosselkanten 52 der aus dem
Auslaßraum 28 in den Abströmraum 51 tretende Strom gedrosselt
und dadurch zwischen dem Lastdruckraum 26 und
dem Auslaßraum 28 automatisch eine konstante Druckdifferenz
aufrechterhalten wird, die der Kraft der Belastungsfeder
54 entspricht. Da während der Steuerung
einer negativen Last an dem durch die Verschiebung des
Dosierschlitzes 48 aufgesteuerten Drosselkanal ein konstanter
Druckabfall aufrechterhalten wird, bewirkt die
Drosselwirkung des Regelkolbens 50 für negative Lasten,
daß der durch den Dosierschlitz 48 tretende Strom dem
Weg des Schieberkolbens 20 proportional und für jede
Stellung des Dosiersschlitzes 48 konstant und von Veränderungen
der Größe der negativen Last L unabhängig
ist.
Es wurde vorstehend schon angegeben, daß während
der Steuerung einer negativen Last der freibewegliche Kolben
70 den Regelkolben 67 in einer Stellung hält, in der
dieser den Einlaßraum 64 von dem Zuführraum 24 trennt.
Der Druckmittelbedarf der Lastdruckräume 25 und 26 wird
über die Rückschlagventile 83 und 84 aus dem aus einem
der Lastdruckräume austretenden Druckmittel und aus dem
Druckmittel gedeckt, das in dem Abströmsammler vorhanden
ist, in dem das abströmseitige Druckentlastungsventil 60
einen Druck aufrechterhält. Dessen Öffnungsdruck ist so
hoch, daß bei den stärksten Strömen aus dem Abströmsammler
in den Lastdruckraum 25 der erforderliche Druckabfall
an dem Rückschlagventil 83 erhalten wird, ohne daß der
Druck in dem Lastdruckraum 25 unter den Atmosphärendruck
sinkt, so daß keinerlei Gefahr einer Kavitation besteht.
Es wird daher während der Steuerung einer negativen Last
das am Einlaß des Motors benötigte Druckmittel nicht der
Druckleitung der Pumpe sondern dem unter Druck stehenden
Abströmsystem für die Wegeventile 10 und 14 entnommen,
so daß der Förderstrom der Pumpe für andere Zwecke
verwendet werden kann und das System mit höherem Wirkungsgrad
arbeitet. Wenn der durch die negative Last
bedingte Lastdruck nicht so hoch ist, daß der Druckabfall
an dem Dosierschlitz 48 konstant bleibt, muß
der Regelkolben 50 für negative Lasten aus seiner modulierenden
Drosselstellung nach links bewegt werden,
worauf der durch die negative Last bedingte Druck in
dem Lastdruckraum 26 und dem Steuerraum 77 auf einen
Wert sinkt, bei dem der von dem Öffnungsdruck des abströmseitigen
Druckentlastungsventils 60 abhängige Druck
in dem Raum 68 und die gleichsinnig wirkende Kraft der
Belastungsfeder 76 den freibeweglichen Kolben 70 und mit
ihm den Regelkolben 67 nach rechts bewegen und der Vorsprung
78 den Kanal 79 schließt. Jetzt schließt das
Rückschlagventil 83 und kehrt das Steuerungssystem in den
Betriebszustand für die Steuerung einer positiven Last zurück,
wobei die Pumpe an die Last L eine Energie abgibt,
bei der an dem Dosierschlitz 43 und daher auch an dem Dosierschlitz
32 eine konstante Druckdifferenz aufrechterhalten
wird. Bei der Steuerung einer negativen Last wird
das von dem Motor benötigte Druckmittel dem von dem Motor
abströmenden Druckmittel, dem von dem Stromregler für die
Pumpe überströmenden Druckmittel und den Abströmsystemen
aller anderen Wegeventile des Systems über die Rückschlagventile
83 und 84 entnommen.
Während der Steuerung einer negativen Last bei
nach links verschobenem Schieberkolben 20 wird der in den
Auslaßraum 27 tretende Ölstrom in dem Dosierschlitz 46 gedrosselt
und tritt dieser Strom über die Kanäle 29, den zentralen
Kanal 30 des Schieberkolbens 20 und die Kanäle 31 in
den Auslaßraum ein. Infolgedessen stellen die Kanäle 29, der
zentrale Kanal 30 und die Kanäle 31 eine Querverbindung zwischen
den Auslaßräumen 27 und 28 her, so daß eine negative
Last in beiden Richtungen gesteuert werden kann.
Wenn in dem System gemäß Fig. 2 die mit konstanter
Fördermenge arbeitende Pumpe 12 eingeschaltet worden
ist, bewirkt zunächst der Stromregler 16 für die Pumpe,
daß der ganze Förderstrom der Pumpe über die Leitung 80,
die Abströmleitung 59, das Hauptabführventil 94 und die
Leitung 109, d. h. unter Umgehung des abströmseitigen
Druckentlastungsventils 60, in den unter dem Mindestdruck
stehenden Behälter 17 überströmt, während in der
Druckleitung 62 ein konstanter Druck aufrechterhalten
wird, der um eine konstante Druckdifferenz über dem
Druck in der Signalleitung 36 oder dem Druck in der
Abströmleitung 59 liegt. Wenn diese von dem Stromregler 16
erfaßte Druckdifferenz über die der Vorspannung der Belastungsfeder
76 entsprechende Druckdifferenz ansteigt, bewegt
sich der Regelkolben 67 von rechts nach links, so daß
er mit den Drosselkanten 76a den Durchlaß zwischen dem Einlaßraum
64 und dem Zuführraum 24 schließt.
Wenn eine mit verstellbarer Fördermenge arbeitende
Pumpe 12 eingeschaltet wird, bringt der Stromregler 16
den Förderstrom der Pumpe automatisch fast auf Null, wobei
er in der Druckleitung 62 einen konstanten Druck aufrechterhält,
der um eine konstante Druckdifferenz über dem Druck
in der Signalleitung 36 oder dem Druck in der Abströmleitung
42 liegt. Wenn diese Druckdifferenz höher ist als die
durch die Kraft der Belastungsfeder 76 bedingte Arbeitsdruckdifferenz
an dem Regelkolben 67, bewegt sich dieser
von rechts nach links, so daß er mit den Drosselkanten 76a
den Durchlaß zwischen dem Einlaßraum 64 und dem Zuführraum
24 schließt. Unter diesen Bedingungen gelangt über
die Abströmleitung 59 und das Hauptabführventil 94 nur
der auf das Lecken in dem System zurückzuführende Mindeststrom
in den Behälter 17.
Es sei nun angenommen, daß bei niedrigem Druck
in dem Lastdruckraum 26 der Lastdruckraum 25 mit einer
positiven Last belastet wird. Dann bewegt sich der Schieberkolben
20 nach rechts, und zwar zunächst in eine Stellung,
in welcher der Lastdruckraum 25 über den Signalschlitz
41 mit dem Meßkanal 32 für positive Lasten verbunden
ist und der Lastdruckraum 26 über den Signalschlitz
47 mit dem Meßkanal 40 für negative Lasten verbunden
ist. Dabei sind der Zuführraum 24, die Lastdruckräume
25 und 26 und die Auslaßräume 27 und 28 durch die
Rippen 21, 22 und 23 noch voneinander getrennt. Von dem
Meßkanal 32 für positive Lasten wird das Lastdrucksignal
über den Kanal 72 an den Raum 120 angelegt, in dem es den
Querschnitt des Schieberkolbens 114 beaufschlagt. Da der
niedrige Druck in dem Meßkanal 40 für negative Lasten über
die Leitung 121 an dem Raum 118 liegt, bewegt sich der
Schieberkolben 114 von seiner rechten in seine linke
Endstellung, wobei durch die Verschiebung der Rippe 116
der Meßkanal 32 für positive Lasten mit dem Steuerraum 71
verbunden wird. Gleichzeitig wird von dem Meßkanal 32 für
positive Lasten das Lastdrucksignal über den Signalkanal 34,
das Rückschlagventil 35 und die Signalleitung 36 an den
Stromregler 16 für die Pumpe angelegt, während das Rückschlagventil
38 geschlossen bleibt. Das an den Stromregler
16 für die Pumpe angelegte Lastdrucksignal bewirkt,
daß der Druck in der Druckleitung 62 auf einen Wert ansteigt,
der um eine konstante Druckdifferenz über dem
Lastdrucksignal liegt. Der über den Kanal 72 an den
Steuerraum 71 angelegte Lastdruck bewirkt, daß sich
der Regelkolben 67 für positive Lasten nach rechts bewegt,
wobei er über die Schlitze 75 die Verbindung zwischen
dem Einlaßraum 64 und dem Zuführraum 24 aufsteuert.
Solange der Stromregler 16 für die Pumpe zwischen deren Förderdruck
und dem durch die positive Last bedingten Lastdruck
eine konstante Druckdifferenz aufrechterhält, bleibt die
Verbindung zwischen dem Zuführraum 24 und dem Einlaßraum
64 offen. Der an dem Zuführraum 24 liegende Pumpendruck
ist höher als der Lastdruck in dem Lastdruckraum
25 und wird an den Raum 68 angelegt, in dem er die
Querschnittsfläche des freibeweglichen Kolbens 70 beaufschlagt.
Da an den Steuerraum 77 der niedrige Druck angelegt
wird, der in dem Lastdruckraum 26 herrscht, sperrt
der Vorsprung 78 des freibeweglichen Kolbens den Kanal 79
und damit die Verbindung zwischen dem Meßkanal 40 für
negative Lasten und dem Steuermann 53. Das Niederdrucksignal
wird von dem Lastdruckraum 26 über den Meßkanal 40
für negative Lasten, die Leitung 104a, das Rückschlagventil
106 und die Leitung 104 auch an den Steuerraum 102 angelegt
und beaufschlagt dort die Querschnittsfläche des Kolbens
98. Die Feder 99 hat eine solche Vorspannung, daß sie
den Kolben 98 in der in Fig. 2 gezeigten Stellung hält. Während
der Steuerung einer positiven Last ist daher das kombinierte
Abströmsystem für die Wegeventile 89 und 90 über das
Hauptabführventil 94 direkt mit dem Behälter 17 verbunden.
Durch die weitergehende Bewegung des Schieberkolbens
20 nach recht wird der Lastdruckraum 25 über den Dosierschlitz
43 mit dem Zuführraum 24 verbunden und wird der
Lastdruckraum 26 über den Dosierschlitz 48 mit dem Auslaßraum
28 verbunden. Da das Steuerventil 111 den Lastraumdruck
an den Steuerraum 71 anlegt, wirkt die in der
Fig. 2 gezeigte Regeleinrichtung für positive Lasten
ebenso wie die in der Fig. 1 gezeigte Regeleinrichtung
für positive Lasten und hält der Stromregler 16 für die
Pumpe an dem durch die Verschiebung des Dosierschlitzes
43 aufgesteuerten Drosselkanal einen konstanten
Druckabfall aufrecht.
Es sei nun angenommen, daß das Wegeventil 90
eine positive Last W steuert, die größer ist als die
Last L. In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bewegt sich
dann in der vorstehend beschriebenen Weise der Regelkolben
67 automatisch in eine Modulierstellung, in der er
den aus dem Einlaßraum 64 in den Zuführraum 24 tretenden
Strom derart drosselt, daß zwischen dem Zuführraum 24
und dem Lastdruckraum 25 eine konstante Druckdifferenz aufrechterhalten
wird. Der durch den Dosierschlitz 43 in den
Lastdruckraum 25 tretende Strom ist der Querschnittsfläche
des aufgesteuerten Drosselkanals und damit der Verschiebung
des Hauptsteuerkolbens 20 aus seiner Ruhestellung proportional
und von der Größe der Lasten W und L unabhängig.
Die Wegeventile gemäß den Fig. 1 und 2 arbeiten
bei der Steuerung von positiven Lasten in derselben Weise,
mit dem einzigen Unterschied, daß in Fig. 2 das Abströmsystem
vollständig druckentlastet wird, während in Fig. 1
das abströmseitige Druckentlastungsventil 60 in dem Abströmsystem
einen Druck aufrechterhält. Bei der Steuerung
einer negativen Last arbeitet das in Fig. 2 gezeigte
Wegeventil dagegen vollkommen anders als das in Fig. 1
dargestellte.
Es sei angenommen, daß auf den Lastdruckraum 26
eine negative Last L einwirkt, so daß sich der Schieberkolben
20 aus seiner Ruhestellung nach rechts bewegt. Dabei
verbindet der Schieberkolben 20 zunächst über den Signalschlitz
41 den Lastdruckraum 25 mit dem Meßkanal 32
für positive Lasten und gleichzeitig über den Signalschlitz
47 den Lastdruckraum 26 mit dem Meßkanal 40 für
negative Lasten. Die zwischen den Meßkanälen für negative
und positive Lasten vorhandene Druckdifferenz beaufschlagt
die Querschnittsfläche des Schieberkolbens 114
von links nach rechts in die Stellung gemäß Fig. 2, in welcher
der Steuerraum 71 über den Raum 119, die Leitung 110,
den Raum 107 und die Leitung 109 mit dem Behälter 17 verbunden
ist. Da an dem Zuführraum 24 und dem Raum 68 der
Mindestförderdruck der Pumpe 12 und an dem Steuerraum 77
der durch die negative Last bedingte Druck liegt, bewegt
sich der freibewegliche Kolben 70 von rechts nach links
über eine Strecke, die dem Abstand zwischen der Wanderung
des Querloches 91 und dem Anschlagzapfen 92 entspricht.
Infolgedessen wird über den Kanal 79 die Verbindung
zwischen dem Steuerraum 77 und dem Steuerraum 53 aufgesteuert
und daher an den Regelkolben 50 für negative Lasten
der durch die negative Last bedingte Lastdruck angelegt.
Unter der Einwirkung des von dem Meßkanal 40 für
negative Lasten angelegten Lastdruckes wird der Regelkolben
50 für negative Lasten gegen die Kraft der Belastungsfeder
54 ganz nach rechts bewegt, so daß die Drosselkanten
52 die Verbindung zwischen dem Auslaßraum 28 und dem
Abströmraum 51 unterbrechen. Gleichzeitig wird der in dem
Meßkanal 40 für negative Lasten vorhandene Lastdruck über
den Raum 77 und die Leitung 104a, das Rückschlagventil 106
und die Leitung 104 an den Steuerraum 102 angelegt, in dem
dieser Druck die Querschnittsfläche des Kolbens 98 beaufschlagt
und diesen gegen die Kraft der Belastungsfeder 99
ganz nach oben bewegt, bis der Kugelkopf 100 an dem Sitz 101
anliegt und dadurch das Abströmen des Druckmittels zu dem
Behälter 17 unterbricht. Wenn die Pumpe 12 mit konstanter
Fördermenge arbeitet, steigt jetzt der Druck in der Abströmleitung
59 so hoch, daß das abströmseitige Druckentlastungsventil
60 öffnet, so daß aus dem Förderstrom
der Pumpe überströmendes Druckmittel unter dem durch die
Einstellung des abströmseitigen Druckentlastungsventils
bestimmten Druck in den Abström-Sammler eintritt. Bei der
Steuerung einer negativen Last wird daher in dem kombinierten
Abströmsystem für die Wegeventile 89 und 90 ein
Druck aufrechterhalten, der dem relativ hohen Öffnungsdruck
des abströmseitigen Druckentlastungsventils 60 entspricht.
Dagegen ist das Abströmsystem bei der Steuerung
einer positiven Last vollkommen drucklos und direkt mit
dem Behälter verbunden.
Durch die weitgehende Bewegung des Schieberkolbens
20 nach rechts wird der Lastdruckraum 26 über den
Dosierschlitz 48 mit dem Auslaßraum 28 verbunden und der
Lastdruckraum 25 über die Dosierschlitze 43 mit dem
Zuführraum 24 verbunden. Da sich der Regelkolben 50
für negative Lasten in einer Stellung befindet, in welcher
der Auslaßraum 28 von dem Abströmraum 51 getrennt
ist, steigt der Druck in dem Auslaßraum 28 auf einen
Wert, bei dem die von dem Druck in dem Steuerraum 53
auf die Querschnittsfläche des Regelkolbens 50 ausgeübte
Kraft ebensogroß ist wie die Summe der Kraft, die
von dem Druck in dem Auslaßraum 28 und daher dem Druck
in dem Raum 56 auf dieselbe Querschnittsfläche ausgeübt
wird, und der Kraft der Belastungsfeder 54. Jetzt bewegt
sich der Regelkolben 50 für negative Lasten von rechts
nach links in eine Modulierstellung, in welcher der aus
dem Auslaßraum 28 in den Abströmraum 51 tretende Strom
durch die Drosselkanten 52 gedrosselt und zwischen dem
Lastdruckraum 26 und dem Auslaßraum 28 automatisch eine
konstante Druckdifferenz aufrechterhalten wird, die der
Kraft der Belastungsfeder 54 entspricht. Da während der
Steuerung einer negativen Last die Drosselwirkung des
Regelkolbens 50 für negative Lasten bewirkt, daß an dem
durch die Verschiebung des Dosierschlitzes 48 aufgesteuerten
Drosselkanal ein konstanter Druckabfall aufrechterhalten
wird, ist der durch den Dosierschlitz 48
tretende Strom dem Weg des Schieberkolbens 20 proportional
und für jede Stellung des Dosierschlitzes 48
konstant und von Veränderungen der Größe der negativen
Last L unabhängig.
Wie vorstehend beschrieben wurde, verbindet
bei der Steuerung einer negativen Last der Schieberkolben
114 des Steuerventils 111 den Steuerraum 71
automatisch mit dem Behälter 17, so daß das Steuerdrucksignal
nicht mehr an dem Regelkolben 67 anliegt und dieser
jetzt als ein Druckminderventil wirkt, das den aus dem
Einlaßraum 64 in den Zuführraum 24 tretenden Ölstrom
derart drosselt, daß in dem Zuführraum 24 ein konstanter
Druck aufrechterhalten wird, welcher der Vorspannung
der Belastungsfeder 76 entspricht. Die Vorspannung der
Feder 86 des abströmseitigen Druckentlastungsventils 60
ist so gewählt, daß der Druck in der Abströmleitung 59
höher ist als der von dem Regelkolben 67 in dem Zuführraum
24 aufrechterhaltene Druck. Da das Druckmittel, das
unter dem in dem Abströmsammler herrschenden Druck steht,
über die Abströmleitung 59, den Raum 81 und das Rückschlagventil
83 in den Lastdruckraum 25 gelangt, wird dieser Druck
über den Dosierschlitz 43 auch an den Zuführraum 24 angelegt.
Der Druck in dem Abströmsammler wird an den Zuführraum
24 auch über das Rückschlagventil 124 angelegt. Daher
liegt an dem Zuführraum 24 der Öffnungsdruck des abströmseitigen
Druckentlastungsventils 60, der höher ist als der
von dem Regelkolben 67 geminderte, konstante Druck. Infolgedessen
bewegt sich der Regelkolben 67 aus seiner Modulierstellung
nach links, wobei er mit den Drosselkanten 76a die
Verbindung zwischen dem Einlaßraum 64 und dem Zuführraum 24
unterbricht. Wenn während der Steuerung einer negativen Last
in dem Abströmsammler der hohe Öffnungsdruck des abströmseitigen
Druckentlastungsventils 60 herrscht, wird dem Motor 11
der gesamte von ihm benötigte Strom aus dem Abströmsammler
über das Rückschlagventil 83 zugeführt, während der Regelkolben
67 die Druckleitung der Pumpe von dem Einlaßraum 24,
dem Lastdruckraum 25 und dem stangenseitigen Druckraum 123
des Druckmittelmotors 11 trennt. Da aus dem kolbenseitigen
Arbeitsraum 122 mehr Druckmittel verdrängt wird, als dem
stangenseitigen Arbeitsraum 123 zugeführt werden muß, genügt
die zur Verfügung stehende Druckmittelmenge für den
Betrieb des Druckmittelmotors 11 und wird dafür kein von
der Pumpe 12 geförderte Druckmittel benötigt. Dabei wird
eine Druckmittelmenge, die der Volumendifferenz zwischen
dem aus dem kolbenseitigen Arbeitsraum 122 abströmenden
Druckmittel und dem dem stangenseitigen Arbeitsraum 123
zugeführten Druckmittel entspricht, über das abströmseitige
Druckentlastungsventil 60 abgeführt.
Es sei nun angenommen, daß auf den Lastdruckraum
25 eine negative Last einwirkt und der Schieberkolben
20 so weit nach links bewegt worden ist, daß der Lastdruckraum
25 über den Dosierschlitz 46 mit dem Auslaßraum 27
und der Lastdruckraum 26 über den Dosierschlitz 44 mit dem
Zuführraum 24 verbunden ist. Der aus dem Auslaßraum 27 austretende
Strom tritt jetzt über den zentralen Kanal 30 und
den Kanal 31 in den Auslaßraum 28, so daß in der vorstehend
beschriebenen Weise der Regelkolben 50 für negative Lasten
eine Modulierstellung einnimmt, in der er den aus dem Auslaßraum
28 in den Abströmraum 51 übertretenden Strom derart
drosselt, daß an dem durch den Dosierschlitz 46 aufgesteuerten
Drosselkanal ein konstanter Druckabfall aufrechterhalten
wird. Unter der Einwirkung des durch die negative Last bedingten
Lastdruckes ist das Hauptabführventil 94 geschlossen
und verbindet das Steuerventil 111 den Steuerraum
71 mit dem Behälter 17, so daß der Regelkolben 67
eine Druckminderung bewirkt. Jetzt muß jedoch dem kolbenseitigen
Arbeitsraum 122 mehr Druckmittel zugeführt
werden als aus dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 123
austritt, so daß der Druck in dem Abströmsystem sinkt und
das abströmseitige Druckentlastungsventil 60 schließt. Sobald
der über das Rückschlagventil 84 an den Lastdruckraum
26 und den Zuführraum 24 angelegte Druck in dem
Abströmsystem unter den von dem Regelkolben 67 konstantgehaltenen
Druck sinkt, bewegt sich dieser von links nach
rechts in eine Stellung, in der er den durch den Schlitz 75
aus dem Einlaßraum 64 in den Zuführraum 24 tretenden Strom
derart drosselt, daß der Druck in dem Zuführraum 24 konstant
auf dem von der Vorspannung der Belastungsfeder 76
bestimmten Wert gehalten wird. Daher wird jetzt in dem
Abströmsammler, der durch das abströmseitige Druckentlastungsventil
60 von dem Behälter 17 vollkommen getrennt
ist, ein niedriger Druck aufrechterhalten,
der dem von dem Regelkolben 67 geminderten Druck entspricht,
und bewirkt der Regelkolben 67, daß von der
Pumpe gefördertes Druckmittel dem kolbenseitigen Arbeitsraum
122 in einem gedrosselten Strom zugeführt
wird, der zur Ergänzung des aus dem stangenseitigen
Arbeitsraum 123 austretenden Druckmittels genügt. Wenn
daher bei der Steuerugn einer negativen Last der Druckmittelmotor
mehr Druckmittel benötigt als aus ihm austritt,
wird dem Druckmittelmotor aus der Druckleitung
der Pumpe automatisch eine Druckmittelmenge zugeführt,
die der Differenz zwischen der aus ihm austretenden und
der von ihm benötigten Druckmittelmenge entspricht. Es
ist bekannt, daß eine Differenz zwischen der aus dem
Druckmittelmotor austretenden und der von ihm benötigten
Druckmittelmenge gewöhnlich durch das Vorhandensein
der Kolbenstange bedingt ist. Bei der Steuerung einer
negativen Last über das stangenseitige Ende des Motors
gibt daher die Pumpe an den aus dem Abströmsystem kommenden
Strom automatisch ein Druckmittelvolumen ab, das
dem Hubvolumen der Kolbenstange des Motors entspricht.
Wenn dagegen eine negative Last über das kolbenseitige
Ende des Motors gesteuert wird, strömt von diesem mehr
Druckmittel ab, als von dem Druckmittelmotor benötigt
wird, so daß ihm kein von dem Regelkolben 67 gedrosselter
Strom zugeführt wird und das dem Hubvolumen
der Kolbenstange entsprechende Druckmittelvolumen
über das abströmseitige Druckentlastungsventil 60 unter
dessen Öffnungsdruck abströmt.
Wenn das Steuerungssystem gemäß Fig. 2 zur
Steuerung einer positiven Last verwendet wird, herrscht
in dem Abströmsammler der Behälterdruck, so daß das System
mit sehr hohem Wirkungsgrad arbeitet. Bei der Steuerung
einer negativen Last dagegen herrscht in dem Abströmsammler
ein verhältnismäßig hoher Druck und steht das ganze
abströmende Druckmittel für die Zuführung zu dem eine
negative Last steuernden Motor zur Verfügung, so daß Förderstrom
der Pumpe gespart und daher nicht nur die Arbeitskapazität
der Pumpe sondern auch der Wirkungsgrad des Systems
erhöht wird. Wenn der Motor mehr Druckmittel benötigt
als der Abströmsammler abgeben kann, wird das zusätzlich
benötigte Druckmittel der Druckleitung der Pumpe in
Form eines von dem Regelkolben für positive Lasten gedrosselten
Stroms entnommen. Dieser Kolben wirkt bei der Steuerung
einer positiven Last als ein Drosselventil, das einen
konstanten Druckabfall aufrechterhält, und bei der Steuerung
einer negativen Last als ein Druckminderventil, das
einen konstanten Mindestdruck aufrechterhält.
Claims (6)
1. Hydraulische Steuereinrichtung, bestehend
aus mindestens einem Wegeventil (10) zur wechselseitigen
Druckmittelverbindung eines Druckmittelmotors (11) mit einer
Pumpe (12) bzw. mit einem Behälter (17),
aus einem dem Wegeventil (10) vorgeschalteten Stromregelventil (16),
wobei im Gehäuse (18) des Wegeventils (10) ein Einlaßraum (64), ein Druckmittelzuführraum (24), ein erster (25) und ein zweiter (26) Lastdruckraum, ein erster (27) und ein zweiter (28) Auslaßraum, eine Lastdruck-Meßeinrichtung (32, 33) für positive Lasten und eine Lastdruck-Meßeinrichtung (39, 40) für negative Lasten vorgesehen sind,
wobei zwischen dem Druckmittelzuführraum (24) und den Lastdruckräumen (25, 26) erste Drosselkanäle (43, 44) angeordnet sind, die durch die Verstellung des Wegeventils auf- und zusteuerbar sind,
wobei zwischen den Lastdruckräumen (25, 26) und den Auslaßräumen (27, 28) zweite Drosselkanäle (46, 48) angeordnet sind, die durch die Verstellung des Wegeventils auf- und zusteuerbar sind,
aus einer Druckwaage (67) für positive Lasten zur Aufrechterhaltung einer konstanten Druckdifferenz zwischen dem Druckmittelzuführraum (24) und dem aufgesteuerten Lastdruckraum (25 bzw. 26),
und aus einer Druckwaage (50) für negative Lasten zur Aufrechterhaltung einer konstanten Druckdifferenz zwischen dem aufgesteuerten Lastdruckraum (26 bzw. 25) und dem zugehörigen Auslaßraum (28 bzw. 27),
gekennzeichnet durch
einen freibeweglichen vom Druck im Druckmittelzuführraum (24) beaufschlagten und an den Regelkolben der Druckwaage (67) für positive Lasten anlegbaren Kolben (70), der bei Vorliegen einer negativen Last durch die Lastdruck-Meßeinrichtung (39, 40) für negative Lasten beaufschlagt über die Druckwaage (67) für positive Lasten die Druckmittelverbindung von der Pumpe (12) zum aufgesteuerten Lastdruckraum (26) absperrt und die Druckwaage (50) für negative Lasten durch Freischalten der Lastdruck-Meßeinrichtung (39, 40) für negative Lasten aktiviert
und durch jeweils eine durch ein Rückschlagventil (83, 84) entsperrbare Druckmittelverbindung (59) zwischen dem aufgesteuerten Auslaßraum (28 bzw. 27) und dem zugehörigen Lastdruckraum (25 bzw. 26).
aus einem dem Wegeventil (10) vorgeschalteten Stromregelventil (16),
wobei im Gehäuse (18) des Wegeventils (10) ein Einlaßraum (64), ein Druckmittelzuführraum (24), ein erster (25) und ein zweiter (26) Lastdruckraum, ein erster (27) und ein zweiter (28) Auslaßraum, eine Lastdruck-Meßeinrichtung (32, 33) für positive Lasten und eine Lastdruck-Meßeinrichtung (39, 40) für negative Lasten vorgesehen sind,
wobei zwischen dem Druckmittelzuführraum (24) und den Lastdruckräumen (25, 26) erste Drosselkanäle (43, 44) angeordnet sind, die durch die Verstellung des Wegeventils auf- und zusteuerbar sind,
wobei zwischen den Lastdruckräumen (25, 26) und den Auslaßräumen (27, 28) zweite Drosselkanäle (46, 48) angeordnet sind, die durch die Verstellung des Wegeventils auf- und zusteuerbar sind,
aus einer Druckwaage (67) für positive Lasten zur Aufrechterhaltung einer konstanten Druckdifferenz zwischen dem Druckmittelzuführraum (24) und dem aufgesteuerten Lastdruckraum (25 bzw. 26),
und aus einer Druckwaage (50) für negative Lasten zur Aufrechterhaltung einer konstanten Druckdifferenz zwischen dem aufgesteuerten Lastdruckraum (26 bzw. 25) und dem zugehörigen Auslaßraum (28 bzw. 27),
gekennzeichnet durch
einen freibeweglichen vom Druck im Druckmittelzuführraum (24) beaufschlagten und an den Regelkolben der Druckwaage (67) für positive Lasten anlegbaren Kolben (70), der bei Vorliegen einer negativen Last durch die Lastdruck-Meßeinrichtung (39, 40) für negative Lasten beaufschlagt über die Druckwaage (67) für positive Lasten die Druckmittelverbindung von der Pumpe (12) zum aufgesteuerten Lastdruckraum (26) absperrt und die Druckwaage (50) für negative Lasten durch Freischalten der Lastdruck-Meßeinrichtung (39, 40) für negative Lasten aktiviert
und durch jeweils eine durch ein Rückschlagventil (83, 84) entsperrbare Druckmittelverbindung (59) zwischen dem aufgesteuerten Auslaßraum (28 bzw. 27) und dem zugehörigen Lastdruckraum (25 bzw. 26).
2. Hydraulische Steuereinrichtung, bestehend
aus mindestens einem Wegeventil (89) zur wechselseitigen
Druckmittelverbindung eine Druckmittelmotors (11) mit einer
Pumpe (12) bzw. mit einem Behälter (17),
aus einem dem Wegeventil (10) vorgeschalteten Stromregelventil (16),
wobei im Gehäuse (18) des Wegeventils (89) ein Einlaßraum (64), ein Druckmittelzuführraum (24), en erster (25) und ein zweiter (26) Lastdruckraum, ein erster (27) und ein zweiter (28) Auslaßraum, eine Lastdruck-Meßeinrichtung (32, 33) für positive Lasten und eine Lastdruck-Meßeinrichtung (39, 40) für negative Lasten vorgesehen sind,
wobei zwischen dem Druckmittelzuführraum (24) und den Lastdruckräumen (25, 26) erste Drosselkanäle (43, 44) angeordnet sind, die durch die Verstellung des Wegeventils auf- und zusteuerbar sind,
wobei zwischen den Lastdruckräumen (25, 26) und den Auslaßräumen (27, 28) zweite Drosselkanäle (46, 48) angeordnet sind, die durch die Verstellung des Wegeventils auf- und zusteuerbar sind,
aus einer Druckwaage (67) für positive Lasten zur Aufrechterhaltung einer konstanten Druckdifferenz zwischen dem Druckmittelzuführraum (24) und dem aufgesteuerten Lastdruckraum (25 bzw. 26)
und aus einer Druckwaage (50) für negative Lasten zur Aufrechterhaltung einer konstanten Druckdifferenz zwischen dem aufgesteuerten Lastdruckraum (26 bzw. 25) und dem zugehörigen Auslaßraum (28 bzw. 27),
gekennzeichnet durch
einen verschiebbaren, vom Druck im Druckmittelzuführraum (24) beaufschlagten Kolben (70), der bei Vorliegen einer negativen Last die Druckwaage (50) für negative Lasten durch Freischalten der Lastdruck-Meßeinrichtung (39, 40) für negative Lasten aktiviert,
durch jeweils eine durch ein Rückschlagventil (83, 84) entsperrbare Druckmittelverbindung (59) zwischen dem aufgesteuerten Auslaßraum (28 bzw. 27) und dem zugehörigen Lastdruckraum (25 bzw. 26)
und durch ein durch die Lastdruck-Meßeinrichtung (39, 40) für negative Lasten ansteuerbares Steuerventil (111), das bei Vorliegen einer negativen Last über die Druckwaage (67) für positive Lasten die Druckmittelverbindung von der Pumpe (12) zum aufgesteuerten Lastdruckraum (25 bzw. 26) absperrt.
aus einem dem Wegeventil (10) vorgeschalteten Stromregelventil (16),
wobei im Gehäuse (18) des Wegeventils (89) ein Einlaßraum (64), ein Druckmittelzuführraum (24), en erster (25) und ein zweiter (26) Lastdruckraum, ein erster (27) und ein zweiter (28) Auslaßraum, eine Lastdruck-Meßeinrichtung (32, 33) für positive Lasten und eine Lastdruck-Meßeinrichtung (39, 40) für negative Lasten vorgesehen sind,
wobei zwischen dem Druckmittelzuführraum (24) und den Lastdruckräumen (25, 26) erste Drosselkanäle (43, 44) angeordnet sind, die durch die Verstellung des Wegeventils auf- und zusteuerbar sind,
wobei zwischen den Lastdruckräumen (25, 26) und den Auslaßräumen (27, 28) zweite Drosselkanäle (46, 48) angeordnet sind, die durch die Verstellung des Wegeventils auf- und zusteuerbar sind,
aus einer Druckwaage (67) für positive Lasten zur Aufrechterhaltung einer konstanten Druckdifferenz zwischen dem Druckmittelzuführraum (24) und dem aufgesteuerten Lastdruckraum (25 bzw. 26)
und aus einer Druckwaage (50) für negative Lasten zur Aufrechterhaltung einer konstanten Druckdifferenz zwischen dem aufgesteuerten Lastdruckraum (26 bzw. 25) und dem zugehörigen Auslaßraum (28 bzw. 27),
gekennzeichnet durch
einen verschiebbaren, vom Druck im Druckmittelzuführraum (24) beaufschlagten Kolben (70), der bei Vorliegen einer negativen Last die Druckwaage (50) für negative Lasten durch Freischalten der Lastdruck-Meßeinrichtung (39, 40) für negative Lasten aktiviert,
durch jeweils eine durch ein Rückschlagventil (83, 84) entsperrbare Druckmittelverbindung (59) zwischen dem aufgesteuerten Auslaßraum (28 bzw. 27) und dem zugehörigen Lastdruckraum (25 bzw. 26)
und durch ein durch die Lastdruck-Meßeinrichtung (39, 40) für negative Lasten ansteuerbares Steuerventil (111), das bei Vorliegen einer negativen Last über die Druckwaage (67) für positive Lasten die Druckmittelverbindung von der Pumpe (12) zum aufgesteuerten Lastdruckraum (25 bzw. 26) absperrt.
3. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß abströmseitig ein Druckentlastungsventil
(60) vorgesehen ist.
4. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (111) auf die
Druckdifferenz zwischen der Lastdruck-Meßeinrichtung (39,
40) für negative Lasten und der Lastdruck-Meßeinrichtung
(32, 33) für positive Lasten entspricht.
5. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckmittelverbindung
(59) zwischen dem aufgesteuerten Auslaßraum (28
bzw. 27) und dem zugehörigen Lastdruckraum (25 bzw. 26) dem
jeweiligen Rückschlagventil (83 bzw. 84) vorgeschaltete
Auffüllräume (81 bzw. 82) vorgesehen sind.
6. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Druckentlastungsventil
(60) ein Hauptabführventil (94) aufweist, das auf den
Druck in der Lastdruck-Meßeinrichtung (39, 40) für negative
Lasten anspricht.
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