DE3151027A1

DE3151027A1 - Hydraulische steuereinrichtung fuer einen servomotor

Info

Publication number: DE3151027A1
Application number: DE19813151027
Authority: DE
Inventors: Gottfried 7123 Sachsenheim Olbrich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-12-23
Filing date: 1981-12-23
Publication date: 1983-07-28

Description

Hydraulische Steuereinrichtung für einen Servomotor
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuer-einrichtung für einen Servomotor nach der Gattung des Eauptanspruchs. Es ist schon eine solche Steuereinrichtung aus der DE-OS 2 200 568 bekannt, bei der zwischen einem Wegeventil und einem Servomotor ein Sperrventil geschaltet ist, das einen einzigen, in einer Längsbohrung geführten und von Federn zentrierten Kolbenschieber aufweist. Mit Hilfe dieses Kolbenschiebers wird bei antreibenden Lasten am Servomotor der jeweilige Ablaufstrom abhängig vom Druck im zufließenden Druckmittelstrom gesteuert. Obwohl bei diesem Sperrventil in Mittelstellun des Kolbenschiebers die mit dem Servomotor verbundenen Steuerkammern jeweils durch Kolbenabschnitte des Kolbenschiebers hydraulisch blockiert sind, ist deren Überdeckung so gering, daß für erhöhte Anforderungen an die Dichtheit jeweils ein zusätzliches, lasthaltendes Rückschlagventil erforderlich ist. Von Nachteil hierbei ist der erhöhte Bauaufwand für die gesonderten Rückschlagventile, die zudem auch zu einer sechskammerigen Bauweise des Sperrventils führen. Zudem baut die Steuereinrichtung dadurch auch wenig kompakt und somit auch teuer.
Bei dieser Steuereinrichtung mit einseitig wirkendem Sperrventil (Fig. 4 bis 6) ist das Sperrventil in einen Nebenschluß geschaltet, wodurch dazu parallel geschaltete zusätzliche Rückschlagventile und zusätzliche Leitungen notwendig werden. Der einteilige Kolbenschieber des Sperrventils wird von einer einzigen Feder in Richtung einer Sperrstellung belastet. Diese einseitig wirkende Bauart ist aufwendig.
Ferner ist aus der DE-OS 2 649 775 eine hydraulische Steuereinrichtung bekannt, bei der ebenfalls mit Hilfe eines Sperrventils antreibende Lasten am Servomotor steuerbar sind. Als Sperrventil dienen hier zwei federbelastete Qrosselschieber, die unmittelbar in einem hohl ausgebildeten Steuerschieber des Wegeventils angeordnet sind und die zur Lastdruckrückführung auf die Drosselschieber jeweils einen vom Lastdruck beaufschlagten Druckstift aufnehmen. Obwohl diese Steuereinrichtung besonders kompakt baut, hat sie doch den Nachteil, daß sie sehr teuer ist und bei äußerer Last am Servomotor keine ausreichende Dichtheit in Neutralstellung des Steuerschiebers im Wegeventil erzielt. Die Dichtheit bei dieser Steuereinrichtung reicht in vielen Anwendungsfällen auch deswegen nicht aus, weil an dem die Größe und die Richtung des Druckmittelstroms beeinflussenden Steuerschieber keine ausreichend große Überdeckung der Steuerkanten vorgesehen werden kann.
Ferner ist aus der DE-OS 2 716 694 eine hydraulische Steuereinrichtung bekannt, deren Sperrventil aus zwei vorgesteuerten Rückschlagventilen in Sitzventilbauart und einem zugeordneten Entsperrkolben besteht. Die Hauptventilkörper der Rückschlagventile nehmen zudem noch einen Drosselkörper auf. Obwohl diese Steuereinrichtung hohen Anforderungen bezüglich Dichtheit genügt, hat sie doch den Nachteil, daß ih? wischen Eigenschaften hohen Anforderungen nicht gerecht wird und somit durch Schwingungen, insbesondere bei größeren Druckmittelmengen, vorzeitig Störungen auftreten können.
Zudem baut die Sitzventilausführung auch teurer.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit den kennzeichnden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie bei relativ einfacher Bauseise hohen Anforderungen bezüglich Dichtheit und Dynamik der Steuereinrichtung gerecht wird. Auch bei ungünstigen Lastbedingungen am Servomotor läßt sich durch die besondere Ausbildung des Sperrventils eine stabile Arbeitsweise der Steuereinrichtung erreichen. Durch ausreichende Überdeckung an schieberartigen Bauelementen des Sperrventils wird dabei eine ausreichende Dichtheit der Steuereinrichtung in Mittelstellung erreicht. Zudem begünstigt das Sperrventil eine kompakte Bauweise der Steuereinrichtung. Vor allem können gesonderte Rückschlagventile entfallen. Weiterhin arbeitet das Sperrventil beim Abdichten mit einer Art Selbstverstärkungseffekt, indem es automatisch auf der unter Lastdruck stehenden Seite die jeweilige Üb-erdeckung erhöht.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten-Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verb.esserungen der im Hauptanspruch angegebenen Steuereinrichtung möglich.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung gemäß Anspruch 2, wodurch eine ausreichende Dichtheit für die am Servomotor angreifende Last erreicht wird, ohne dabei die Dynamik der Steuereinrichtung wesentlich zu beeinträchtigen. Die Steuerung der Entlastung der Federräume im Sperrventil durch den Entsperrkolben selbst gemäß Anspruch 4 begünstigt eine besonders einfache und kompakte Bauweise, die sich gemäß Anspruch 5 besonders vorteilhaft ausführen läßt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung.
Zeichnung Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1, 2 und 3 jeweils einen Längsschnitt durch ein erstes, zweites bzw. drittes Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung in vereinfachter Darstellung mit beidseitig wirkendem Sperrventil und Figur 4 ein Ausführungsbeispiel entsprechend Figur 1, jedoch mit einseitig wirkendem Sperrventil.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die Figur 1 zeigt eine Steuereinrichtung 10, die im wesentlichen aus einem Wegeventil 1 1 und einem Sperrventil 12 besteht.
Das Wegeventil 11 ist im wesentlichen als 6Wege-3Stellungs-Ventil ausgebildet, das in einen von einer Pumpe 13 zu einem Tank 14 geführten Neutralumlaufkanal 15 geschaltet ist. Ein Zulaufanschluß 16 des Wegeventiles 11 steht mit einem Konstantstrom-Ausgang 17 eines Stromreglers 18 in Verbindung, der einen Reststrom zu einem hydraulischen Verbraucher 19 steuert. Ein Rücklaufanschluß 21 ist über eine Rücklaufleitung 22 zum- Tank 14 entlastet. Das Wegeventil 11 hat einen Steuerschieber 23, der in der gezeichneten Mittelstellung 24 einen ersten (25) und einen zweiten Verbraucheranschluß 26 hydraulisch blockiert, während der Neutralumlaufkanal 15 aufgesteuert ist. Durch Auslenkung des Steuerschiebers 23 nach links ist er in eine erste Arbeitsstellung 27 bringbar, in welcher der Zulaufanschluß 16 mit dem ersten Verbraucheranschluß 25 verbunden wird, während der zweite Verbraucheranschluß 26 zum Rücklaufanschluß 21 entlastet wird. In einer zweiten Arbeitsstellung 28 stellt der Steuerschieber 23 entsprechend umgekehrte Verbindungen zu den Verbraucheranschlüssen 25, 26 her.
Selbstverständlich ist das Wegeventil 11 ein stetig arbeitendes Ventil, dessen Steuerschieber 23 die Größe der Durchflußquerschnitte im Zulaufstrom sowie im Ablauf strom proportional-zur Auslenkung des Steuerschiebers 23 auf bzw. zusteuert.
Das Sperrventil 12 ist zwischen das Wegeventil 11 und einen Servomotor 29 geschaltet. Das Sperrventil 12 weist eine Längsbohrung 31 auf, in der durch ringförmige Erweiterungen vier Steuerkammern 32, 33, 34, 35 ausgebildet sind. Die beiden äußeren Steuerkammern 32 und 35 sind mit den beiden Anschlüssen 36 und 37 des Servomotors 29 verbunden. Die beiden inneren Steuerkammern 33, 34, die jeweils in beträchtlichem Abstand von den äußeren Kammern 32, 35 liegen, sind mit dem ersten (25) bzw. zweiten Verbraucheranschluß 26 am Wegeventil 11 verbunden. In den zuletzt genannten Verbindungen zwischen den inneren Steuerkammern 33, 34 und den Verbraucheranschlüssen 25, 26 liegt jeweils eine Drossel 38, 39. In der Mitte zwischen beiden inneren Steuerkammern 33, 34 liegt eine die Längsbohrung 31 schneidende Rücklaufbohrung 41, die mit der Rücklaufleitung 22 in Verbindung steht. Die Längsbohrung 31 nimmt ein dreiteiliges Steuerglied 42 auf, das aus einem mittig liegenden Entsperrkolben 43 sowie zwei außenliegenden Drosselkolben 44, 45 besteht. Die Drosselkolben 44, 45 und deren Sperrkolben 43 sind relativ zueinander beweglich und haben entsprechend der gemeinsamen Längsbohrung 31 gleiche Außendurchmesser. Der Entsperrkolben 43 ist in dem Bereich der Längsbohrung 31 zwischen den inneren Steuerkammern 33, 34 dicht und gleitend geführt, wobei er in der gezeichneten Mittelstellung die Rücklaufbohrung 41 hydraulisch blockiert. An seinen Stirnseiten weist der Sperrkolben 43 Stößel 46, 47 auf, die den Drosselkolben 44 bzw. 45 als Anschlag dienen. Jeder Stößel 46, 47 geht in eine rohrförmige Verlängerung 48, 49 über, die jeweils den zugeordneten Drosselkolben 44, 45 koaxial durchdringt und jeweils in einen Federraum 51 bzw. 52 ragt. Die Federräume 51, 52 sind von den stirnseitigen Enden der Drosselkolben 44, 45 in der Längsbohrung 31 begrenzt und nehmen jeweils eine Feder 53 bzw. 54 auf. Die Drosselkolben 44, 45 stützen sich unter der Kraft der Federn 53,54 an den Stößeln 47 des Entsperrkolbens 43 ab, wodurch das Steuerglied 42 in der gezeichneten Mittelstellung zentriert ist.
Die Verlängerungen 48, 49 sind in den jeweiligen Drosselkolben 44 bzw. 45 dicht und gleitend geführt. Im Entsperrkolben 43 sind erste Steuerbohrungen 55 ausgebildet, die einerseits den Stößel 46 und die Verlängerung 48 durchdringen und in den Federraum 51 münden, andererseits aber im Entsperrkolben 43 im Bereich zwischen Rücklaufbohrung 41 und innenliegender Steuerkammer 33 radial nach außen verlaufen. Symmetrisch zu den ersten (55) sind im Entsperrkolben 43 zweite Steuerbohrungen 56 ausgebildet, die den zweiten Federraum 52 steuern. Die Öffnungen der radial verlaufenden Steuerbo-hrungen 55, 56 sind in der gezeichneten Mittelstellung des Steuerglieds 42 zugesteuert und können bei Auslenkung des Entsperrkolbens 43 abwechselnd mit der Rücklaufbohrung 41 Verbindung bekommen. In den Stößeln 46, 47 ist jeweils eine Drosselstelle 57, 58 ausgebildet, welche die erste (55) bzw. die zweiten Steuerbohrungen 56 mit den inneren Steuerkammern 33 bzw. 34 verbinden. An jedem Drosselkolben 44, 45 sind auf der dem Entsperrkolben 43 zugewandten Stirnseite entsprechende Drosselkanten 59 ausgebildet. Ferner sind die Drosselkolben 44, 45 so ausgebildet und angeordnet, daß sie in der gezeichneten Mittelstellung des Steuerglieds 42 die äußeren Steuerkammern 33 bzw.
35 hydraulisch absperren. Dabei ist die-positive Überdeckung 61 jeweils zwischen der äußeren und der inneren Steuerkammer so groß gewählt, daß eine ausreichende Dichtheit für den angeschlossenen Servomotor 29 erreicht wird. Dabei kann die Überdeckung 61 ein Vielfaches der jenigen Überdeckung betragen, wie sie an den Steuerkanten des Steuerschiebers 23 möglich ist. Insbesondere wird die Überdeckung 61 dreimal so.
groß gewählt wie am Steuerschieber 23.
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 wird wie folgt erläutert: In der gezeichneten Mittelstellung 24 nimmt das Wegeventil 11 keinen Konstantstrom von Stromregler 18 ab, so daß das von der Pumpe 13 geförderte Druckmittel über den Neutralumlaufkanal 15 zurück zum Tank 14 fließt.
In Mittelstellung 24 sind die Verbraucheranschlüsse 25, 26 vom Steuerschieber 23 blockiert. Zugleich werden auch das Steuerglied 42 im Sperrventil 12 von den Federn 53, 54 in der gezeichneten Mittelstellung gehalten, wobei die Drosselkolben 44, 45 die Anschlüsse 36, 37 am Servomotor 29 hydraulisch blockieren. Die Federräume 51, 52 sind über ihre jeweiligen Steuerbohrungen 55, 56 sowie den Drosselstellen 57, 58 mit den inneren Steuerkammern 33, 34 verbunden, sodaß die Drosselkolben 44, 45 druckausgeglichen sind. Die Federn 53, 54 können daher das Steuerglied 42 in seiner Mittellage zentrieren. In der Mittelstellung 24 des Wegeventils 11 und damit auch in der Mittelstellung des Steuerglieds 42 ist der Servomotor 29 mit ausreichender Dichtheit abgesperrt, was durch eine zweistufige Spaltdichtung erreicht wird. Neben der engen Spielpaarung von Steuerschieber 23 im Wegeventil 11 wird die Abdichtung vor allem durch eine große Überdeckung bei den Drosselkanten 59 an den Drosselkolben 44, 45 bewirkt. Da die Drosselkolben 44, 45 keine Funktion einer Richtungssteuerung übernehmen müssen, kann bei ihnen die positive Überdeckung 61 sehr groß gewählt werden und ein Vielfaches der Überdeckung am Steuerschieber 23 betragen. Wirkt bei den in Mittelstellung befindlichen Steuerschieber 23 und Steuerglied 42 eine äußere Last auf den Servomotor 29, so tritt an dem Sperrventil 12 der Effekt auf, daß sich das Steuerglied 42 aus seiner Mittelstellung heraus leicht verschiebt, wobei sich die positive Überdeckung 61 bei der unter Lastdruck stehenden äußeren Steuerkammer 32 bzw. 35 vergrößert und damit die Dichtheit erhöht wird. Dieser Effekt tritt dann ein, wenn z.B. infolge äußerer Lasteinwirkung in der rechten, äußeren Steuerkammer 35 ein höherer Lastdruck wirkt, der über die positive Überdeckung und die Drosselkante 59 am zweiten Drosselkolben 45 in die rechte, innere Steuerkammer 34 leckt. Der durch Lecköl in der inneren Steuerkammer 34 aufgebaute Druck kann sich über den Verbraucheranschluß 26 am Wegeventil 11 nicht abbauen und wirkt über die Drosselstelle 58 und die zweiten Steuerbohrungen 56 auch in der rechten Federkammer 52.
Dieser durch Lecköl verursachte, erhöhte Druck in der rechten Federkammer 52 verschiebt das Steuerglied 42 aus seiner gezeichneten Mittelstellung gegen die Kraft der Feder 53 nach links, bis die zweiten Steuerbohrungen 56 eine gedrosselte Verbindung zur Rücklaufbohrung 41 aufsteuert. Bei dieser Linksbewegung des Steuerglieds 42 wird die Überdeckung 61 vergrößert und dabei der Leckölstrom verringert. Das Steuerglied 42 wird somit zur Erhöhung der Dichtheit in einer Zwischenstellung stehen bleiben, in der sich ein Gleichgewicht ausbildet zwischen dem durch Lecköl verursachten Zwischendruck in der rechten Federkammer 52 und der Kraft der Feder 53. Derselbe Effekt mit vergrößerter Überdeckung kann auch am Drosselkolben 44 auftreten, wenn die äußere Last auf den Servomotor 29 im Anschluß 36 einen erhöhten Druck bewirkt.
Wird zum Ausfahren der Kolbenstange am Servomotor 29 der Steuerschieber 23 in seine erste Arbeitsstellung 27 gebracht, so wird der Neutralumlaufkanal 15 geschlossen und das Wegeventil 11 mit einem Konstantstrom vom Stromregler 18 versorgt. Der zufließende Druckmittelstrom gelangt über den ersten Verbraucheranschluß 25 in die linke, innere Steuerkammer 33 und baut dort Druck auf. Es sei nun davon ausgegangen, daß auf den Servomotor 29 eine bremsende Last wirke, d.h., die Lastrichtung der Bewegungsrichtung entgegenwirkt. Der Druck in der Steuerkammer 33 schiebt nun den Entsperrkolben 43 zusammen mit dem rechten Drosselkolben 45 gegen die Kraft der Feder 54 nach rechts, wobei die ersten Steuerbohrungen 55 vom Entsperrkolben 43 aufgesteuert werden und dabei den Federraum 51 zur Rücklaufbohrung 41 entlasten. Über die Drosselstelle 57 kann dabei sehr viel weniger Druckmittel in den Federraum 51 nachfließen, als über die Steuerbohrungen 55 zum Tank 14 abströmt. Der Druck in der linken, inneren Steuerkammer 33 schiebt daher den Drosselkolben 44 gegen die Kraft der Feder 53 ganz nach links, wobei der Drosselkolben 44 die Verbindung zur linken, äußeren Steuerkammer 32 voll aufsteuert. Der Drosselkolben 44 übernimmt somit hierbei die Funktion eines Rückschlagventils. Zugleich hat der Entsperrkolben 43 den rechten Drosselkolben 45 gegen die Kraft der Feder 54 voll ausgelenkt, sodaß die rechte äußere Steuerkammer 35 mit der rechten, inneren Steuerkammer 34 verbunden ist.
Damit kann vom Wegeventil 11 über die linken Steuerkammern 33, 32 ein Druckmittelstrom zum ersten Anschluß 36 am Servomotor 29 fließen, während der aus dem zweiten Anschluß 37 abfließende Druckmittelstrom über die rechten Steuerkammern 35, 34, und das Wegeventil 11 zum Tank 14 abströmt. Die Pumpe 13 wird hierbei einen solchen Druck aufbauen, daß der Lastdruck überwunden wird.
Die Größe des zum Servomotor 29 fließenden Druckmittelstroms läßt sich durch entsprechende Aus lenkung des Steuerschiebers 23 regeln. Die Bewegung des Entsperrkolbens 43 zusammen mit dem rechten Drosselkolben 45 nach rechts wird durch die Drosselstelle 58 gedämpft, über welche das in dem Federraum 52 eingeschlossene Druckmittel in die Steuerkammer 34 entweichen muß.
Befindet sich der Steuerschieber 23 im Wegeventil 11 weiterhin in seiner ersten Arbeitsstellung 27 und wirkt nun auf die ausfahrende Kolbenstange des Servomotors 29 eine antreibende Last, so fließt in die linke, innere Steuerkammer 33 ein durch die Steuerkante 62 im Steuerschieber 23 bestimmter Strom. Dabei stellt sich in dieser Steuerkammer 33 ein niederer Steuerdruck ein, der gerade ausreicht, um den Entsperrkolben 43 zusammen mit dem rechten Drosselkolben 45 gegen die Kraft der Feder 54 soweit nach rechts zu drücken, daß dessen Drosselkante 59 den nötigen Abflußquerschnitt freigibt. Der in der rechten, äußeren Steuerkammer 35 herrschende Lastdruck wird über diesen aufgesteuerten Drosselquerschnitt der Drosselkante 59 abgebaut. Wird hierbei durch die Drosselkante 59 vorübergehend ein zu großer Abflußquerschnitt aufgesteuert, so eilt die Last am Servomotor 29 dem zufließenden Druckmittelstrom in die linke, ventilseitige Steuerkammer 33 voraus. Dabei sinkt der Druck in der linken, ventilseitigen Steuerkammer 33, während er in der rechten, ventilseitigen Steuerkammer 34 leicht ansteigt. Dadurch verringert sich die auf den Entsperrkolben 43 wirkende Druckdifferenz, wodurch die Feder 54 den rechten Drosselkolben 45 geringfügig nach links schiebt und die Drosselkante 59 den Abflußstrom verstärkt androsselt. Dies geschieht solange, bis der ausgeglichene Zustand wieder erreicht ist. Der vom Servomotor 29 abfließende Druckmittelstrom wird somit in Abhängigkeit vom Zulaufdruck gesteuert, sodaß auch antreibende Lasten am Servomotor 29 bei kleinen Steuerdrücken sicher beherrschbar sind. Durch die Ausbildung des Sperrventils 12 lassen sich dabei gute dynamische Eigenschaften erreichen, wobei durch ausreichende Dämpfung des dreiteilig gebauten Steuerglieds 42 eine stabile Arbeitsweise erreicht wird.
Durch Auslenkung des Steuerschiebers 23 in seine zweite Arbeitsstellung 28 wird die Kolbenstange am Servomotor 29 in entsprechend umgekehrter Weise eingefahren, wobei ebenfalls bremsende oder antreibende Lasten am Servomotor 29 steuerbar sind.
In beiden Arbeitsstellungen 27, 28 des Steuerschiebers 23 wird das Wegeventil 11 stets mit einem konstanten Druckmittelstrom vom Stromregler 18 versorgt. Die zwischen Sperrventil 12 und Wegeventil 11 geschalteten Blenden 38, 39 bewirken eine schnellere Rückkoppelung auf der jeweiligen Abflußseite und begünstigen dadurch die Rückschlagventilfunktion der Drosselkolben 44,. 45.
Die Figur 2 zeigt eine zweite Steuereinrichtung 70, die sich von derjenigen nach Figur 1 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Die zweite Steuereinrichtung 70 unterscheidet sich von der ersten Steuereinrichtung 10 vor allem dadurch, daß die gesteuerte Entlastung der Federräume im Sperrventil 12 nicht mehr vom Sperrventil selbst vorgenommen wird, sondern vom Wegeventil. Zu diesem Zweck weist die zweite Steuereinrichtung ein anderes Wegeventil 71 auf, das sich vom Wegeventil 11 vor allem durch zwei zusätzliche Steueranschlüsse 72 und 73 unterscheidet. Der erste Steueranschluß 72 steht über einen ersten Steuerkanal 74 mit dem linken Federraum 51 in Verbindung und wird in der ersten Arbeitsstellung 27 zum Rücklaufanschluß 21 entlastet, während er in der Mittelstellung 24 und in der zweiten Arbeitsstellung 28 blockiert ist. In entsprechender Weise steht der zweite Steueranschluß 73 über einen Steuerkanal 75 mit dem rechten Federraum 52 in Verbindung und ist in der zweiten Arbeitsstellung 28 zum Rücklaufanschluß 21 entlastet, während er in den übrigen Stellungen 24, 27 blockiert ist. Im übrigen entspricht das Wegeventil 71 dem Wegeventil 11.
Das Sperrventil 12 der Steuereinrichtung 70 unterscheidet sich vom Sperrventil nach Figur 1 im wesentlichen nur durch einen anderen Entsperrkolben 76. Da der Entsperrkolben 76 keine Entlastung der Federräume 51, 52 zum Rücklauf steuern muß, entfallen an ihm die Verlängerungen 48, 49, die Steuerbohrungen 55, 56 sowie die zugeordnete Rücklaufbohrung 41. Die Funktion der Drosselstellen 58 beim Sperrventil 12 nach Figur 1 wird beim Sperrventil nach Figur 2 durch Drosselstellen 77 wahrgenommen, die nun unmittelbar in den Drosselkolben 44 bzw. 45 angeordnet sind. Durch zusätzliche, zweite Drosselstellen 78 in den Kanälen 74 und 75 kann die Dämpfung des Steuerglieds 42 noch vorteilhafter abgestimmt werden.
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 70 nach Figur 2 entspricht grundsätzlich derjenigen der Steuereinrichtung 10 nach Figur 1, wobei lediglich anstelle der Entlastung der Federräume 51, 52 über den Entsperrkolben nunmehr das Wegeventil 71 selbst diese Steuerfunktion übernimmt.
Diese Verlegung der Entlastungsfunktion in das Wegeventil 71 führt zu einer einfacheren Bauweise des Sperrventils 12.
Die Figur 3 zeigt eine dritte Steuereinrichtung 80, die sich von der zweiten Steuereinrichtung 70 nach Figur 2 wie folgt unterscheidet, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugs zeichen verwendet werden.
Im Sperrventil 12 sind zur zusätzlichen Lastdruckrückführung jedem Drosselkolben 44, 45 ein Druckstift 81 bzw. 82 zugeordnet, die über Lastdruckkanäle 83, 84 jeweils von den Drücken in den äußeren Steuerkammern 32 bzw. 35 beaufschlagbar sind. Die druckbeaufschlagten Druckstifte 81, 82 durchdringen die Federkammern 51 bzw. 52 und liegen mit ihren Enden an den Drosselkolben 44, 45 an. Die Entlastung der Federräume 51, 52 erfolgt nicht mehr in gesteuerter Weise, sondern sie sind unmittelbar über die Steuerkanäle 74 bzw. 75 zum Tank 14 entlastet. Anstelle des 8/3-Wegeventils 71 in Figur 2 kann somit das einfachere 6/3-Wegeventil 11 nach Figur 1 verwendet werden. Die in Figur 2 von den Drosselstellen 77 ausgeübte Dämpfungsfunktion für die Bewegungen der Drosselkolben 44, 45 wird nun von Drosselstellen 85 wahrgenommen, die in den Steuerkanälen 74, 75 liegen.
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 80 entspricht derjenigen nach Figur 2, wobei lediglich die gesteuerte Entlastung der Federräume 51, 52 nun durch eine ständige Entlastung zum Tank 14 ersetzt ist und durch eine zusätzliche Rückkoppelung des Lastdruckes über die Druckstifte 81 bzw. 82 eine lastdruckunabhängigere Steuerung des Servomotors 29 möglich ist.
Die Figur 4 zeigt einen Teil einer vierten Steuereinrichtung 90, die sich von der Steuereinrichtung 10 nach Figur 1 vor allem durch ein einseitig wirkendes Sperrventil 91 unterscheidet, das einen einzigen Drosselkolben 92 und einen anderen Entsperrkolben 93 aufweist, bei dem im übrigen aber gleiche Teile wie in Figur 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Da ein zweiter Drosselkolben hier entfällt, begrenzt der Entsperrkolben 93 selbst den zweiten Federraum 52 und ist von der zweiten Feder 54 belastet, so daß das zweiteilige Steuerglied 94 in seiner Mittelstellung feder zentriert ist. Die Funktion der Drosselstelle 58 in Figur 1 übernimmt die Öffnung 95 im Entsperrkolben 93. Die rechte ventilseitige Steuerkammer 34 ist durch eine Ringnut 96 am Entsperrkolben 93 stets mit der rechten motorseitigen Steuerkammer 35 verbunden. In der Verlängerung 48 ist die koaxiale Steuerbohrung 55 an ihrem axialen Ende durch eine Kugel 97 verschlossen und durch eine daneben liegende, radiale Bohrung 98 mit dem Federraum 51 verbunden. Dieser Bohrung 98 ist innen am Drosselkolben 92 eine Steuerkante 99 zugeordnet. Die Anschlagfläche des Drosselkolbens 92 am Entsperrkolben 93 ist nun gegenüber Figur 1 näher zur Rücklaufbohrung 41 hin verlegt, was eine einfachere Herstellung und bessere Funktion des Sperrventils 91 begünstigt.
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 90 wird wie folgt erläutert, wobei die Funktion des beidseitig wirkenden Sperrventils 12 nach Figur 1 als bekannt vorausgesetzt wird: Beim Heben der Last am Servomotor 29 wirkt diese bremsend, also der Bewegungsrichtung entgegen, so daß bei Betätigung des Steuerschiebers 23 im Wegeventil 11 der Entsperrkolben 93 sich nach rechts bewegt und den Federraum 51 entlastet.
Der Drosselkolben 92 bewegt sich soweit nach links, bis die radiale Bohrnung 98 in der Verlängerung 48 von der Steuerkante 99 am Drosselkolben 92 soweit gesperrt wird, daß das Druckgefälle zwischen Zulaufdruck in der ventilseitigen Steuerkammer 33 und Druck im Federraum 51 der Kraft der Feder 53 angepaßt ist. Hierbei hat der Drosselkolben 92 einen genügend großen Querschnitt zur motorseitigen, linken Steuerkammer 32 freigegeben, so daß die Rückschlagventilfunktion garantiert ist. Der sich hierbei entstellende Steuerölstrom zur Entlastung des Federraums 51 ist sehr klein und zudem unabhängig vom Lastdruck. Darüber hinaus wirkt die Radialbohrung 98 in Verbindung mit der Steuerkante 99 als hydraulischer Anschlag für den Drosselkolben 92, was den Verschleiß verringert und zudem zu einer leisen Arbeitsweise des Sperrventils 91 führt. Diese Kombination von Steuerölstrombegrenzung und Hubbegrenzung durch bzw. für den Drosselkolben 92 stellt eine besonders einfache und vorteilhafte Lösung dar, die selbstverständlich auch bei beidseitig wirkenden Sperrventilen anwendbar ist.
Selbstverständlich sind Änderungen an den gezeigten Ausführungsformen der Steuereinrichtung möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So können in Figur 1 die Drosselstellen 57, 58 entfallen und deren Funktion von Drosselstellen wahrgenommen werden, die durch ein geeignet ausgebildetes Spiel zwischen den Verlängerungen 48, 49 in den jeweiligen Drosselkolben 44, 45 gebildet wird. Auch die Drosseln 38, 39 in Figur 1 können bei Bedarf entfallen. Selbstverständlich kann die Entlastung der Federräume 51, 52 auch in anderer, geeigneter Weise gesteuert werden. Auch ist es ohne weiteres möglich, anstelle des Steuerschiebers 23 in Figur 1 einen Steuerschieber zu verwenden, der in Mittelstellung 24 eine Freigangsstellung aufweist, bei der die beiden Verbraucheranschlüsse 25, 26 miteinander und mit dem Rücklaufanschluß 21 verbunden sind.
Auch können in vorteilhafter Weise für die Drosselkolben 44, 5 Hubbegrenzungen vorgesehen werden, um auf diese Weise den Durchgangsstrom zu begrenzen. Obwohl in Figur 3 die Druckstifte 81, 82 besonders einfach bauen, kann die Rückkoppelung des Lastdruckes auf die Drosselkolben auch in anderer Weise vorgenommen werden. Bei den gezeigten Bauarten mit beidseitig wirkenden Sperrventilen können auch einseitig wirkende Sperrventile verwendet werden.

Claims

Ansprüche Rydraulische Steuereinrichtung für einen Servomotor mit einem Wegeventil und einem zwischen Wegeventil und Servomotor geschalteten Sperrventil in Schieberbauweise, dessen von einer Feder in Richtung einer Sperrstellung belastetes Steuerglied zwei mit dem Servomotor verbundene Steuerkammern jeweils von zwei mit dem Wegeventil verbundenen Steuerkammern trennt und bei Auslenkung entgegen der Kraft der Feder in eine das Sperrventil öffnende Richtung und antreibender Last am Servomotor den Ablaufstrom abhängig vom Druck im zufließenden Druckmittelstrom steuert, wozu das Steuerglied mindestens eine Drosselkante aufweist und in einer durchgehenden Längsbohrung geführt ist, in der das Steuerglied einen die Feder aufnehmenden Federraum begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (42) aus mindestens zwei relativ zueinander beweglichen Teilen (43, 44) besteht, von denen das eine als Entsperrkolben (43) für einen angrenzend liegenden Drosselkolben (44) dient, daß mindestens eine (33) der beiden ventilseitigen Steuerkammern (33, 34) zwischen dem Entsperrkolben (43) und dem angrenzenden Drosselkolben (44) liegt und deren Druck den Entsperrkolben (43) und den Drosselkolben (44) beaufschlagt, daß die zugeordnete motorseitige Steuerkammer (32) zwischen der ventilseitigen Steuerkammer (33) und dem zugeordneten Federraum (51) liegt, der entlastbar ist zu einem Ablauf (41), daß der Entsperrkolben (43) vom Druck in der anderen (34) der beiden ventilseitigen Steuerkammern (33, 34) beaufschlagbar ist und daß die Sperrstellung eine Mittelstellung ist, in der das Steuerglied (42) durch eine zusätzliche Feder (54) zentriert ist.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselkante (59) am Drosselkolben (44) angeordnet ist, der in der Mittelstellung des Steuerglieds (42)t eine positive Überdeckung (61) zwischen der motorseitigen (32) und der ventilseitigen Steuerkammer <33) aufweist, die ein Vielfaches der üblichen Überdeckung im Wegeventil (11) beträgt.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastung des Federraums (51) zu einem Rücklauf (41, 22) vom Steuerglied (42) selbst gesteuert wird.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastung vom Entsperrkolben (43; 93) steuerbar ist.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Entsperrkolbens (43; 93) ein Rücklauf (41) angeordnet ist, zu dem hin in ausgelenkten Stellungen des Steuerglieds (2) der Federraum (51) des auf der Zuflußseite liegenden Drosselkolbens (44 92) über im Entsperrkolben (43) angeordnete Steuerbohrungen (55) entlastbar ist.
6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Entsperrkolben (43) auf mindestens einer seiner beiden Stirnseiten als Anschlag für den Drosselkolben (44) dient und in eine den Drosselkolben (44) durchdringende, in den Federraum (51) ragende, rohrförmige Verlängerung (48) übergeht, die im Drosselkolben (44) koaxial geführt ist.
7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federräume (51, 52) jeweils über eine Drosselstelle (57, 58) mit der zugeordneten, ventilseitigen Steuerkammer (33, 34) verbunden sind.
8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche l bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (11) als pro portional arbeitendes 6Wege-Ventil mit offenem Neutralumlaufkanal (15) in Mittelstellung (24) ausgebildet ist und insbesondere am Zulaufanschluß (16) mit einem konstanten Drucknittelstrom versorgt wird.
9. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastung der Federräume (51, 52) vom Wegeventil (71) gesteuert wird, dessen beide Steueranschlüsse (72, 73) mit den Federräumen (51,52) so verbunden sind, daß der jeweils der Zuflußseite zugeordnete Federraum (i, 52) entlastet und der der Abflußseite zugeordnete Federraum (52, 51) vom Rücklauf (21) getrennt ist (Fig. 2).
10. Steuereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Drosselkolben (44, 45) deren Bewegung dämpfende Drosselstellen (77) angeordnet sind.
1Js Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung zwischen dem Wegeventil (11, 71) und den ventilse-itigen Steuerkammern (33, 34) des Sperrventils (12) die Rückschlagventil-Funktion der Drosselkolben (44, 45) unterstützende Drosseln (38, 39) geschaltet sind.
12. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federräume (51, 52) unmittelbar über Drosselstellen (85) zum Rücklauf (114) entlastet sind und zur Lastdruckrückführung jeder Drosselkolben (44, 45) auf seiner dem Federraum (51, 52) zugewandten Seite mit einem Druckstift (81, 82) in Wirkverbindung steht, der jeweils vom Lastdruck in der zugeordneten motorseitigen Steuerkammer (32, 35) beaufschlagt ist.
13. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselkolben (44, 45) und der dazwischen liegende Entsperrkolben (43) gleiche Außendurchmesser aufweisen und in derselben Längsbohrung (31) dicht und gleitend geführt sind.
14. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil -(42) als beidseitig wirkendes Ventil mit symmetrisch zu einer Ebene durch die Rücklaufbohrung (41)~ausgebildeten Entsperrkolben (43) und zwei zugeordneten Drosselkolben (44, 45) ausgebildet ist (Fig 1).
15. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (91) als einseitig wirkendes Ventil mit einem Drosselkolben (92j und einem Entsperrkolben (93) ausgebildet ist, der einen Federraum (52) begrenzt, von einer Feder (54) unmittelbar belastet ist und eine Ringnut (96) aufweist, die eine motorseitige (35) und eine ventilseitige Steuerkammer (34) verbindet.
16. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 14, 15, dadurch gekennzeichnet, daß am Entsperrkolben (94) ein hydraulischer Anschlag (98, 99) für den Drosselkolben (92) ausgebildet ist.
17. Steuereinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzelchnet, daß die Verlängerung (48) eine im Federraum (51) liegende Radialbohrung (98) und der Drosselkolben (92) eine zugeordnete Steuerkante (99) aufweist.
18. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Haupt-Dichtkante des Drosselkolbens austretende Leckölstrom zusammen mit nachgeschalteten Drosselstellen einen Zwischendruck erzeugt, der auf den Drosselkolben wirkt und diesen so verschiebt, daß eine Vergrößerung der Überdeckung an der Haupt-Dichtkante des Drosselkolbens entsteht.