DE4316229C2 - Hydraulisches Vorsteuergerät mit wenigstens einem über einen handbetätigbaren Betätigungshebel einstellbaren hydraulischen Druckregelventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Vorsteuergerät mit we­ nigstens einem über einen handbetätigbaren Betätigungshebel ein­ stellbaren hydraulischen Druckregelventil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In dem Typenblatt RD 64 555/03.89 der Anmelderin ist ein solches Vorsteuergerät zur druckabhängigen Verstellung von Ventilen und Motoren gezeigt. Dieses Vorsteuergerät besteht im wesentlichen aus einem Betätigungshebel mit einem Schaltteller, der über ei­ nen Stößel auf eine einstellbare Regelfeder wirkt, die ihrer­ seits am Regelkolben mit einer Abstützung zusammenwirkt. Je wei­ ter der Betätigungshebel ausgeschwenkt wird, desto größer wird die Vorspannung der Regelfeder eingestellt und damit auch die am Betätigungshebel rückwirkende Federkraft. Bei Ansteuerung von Ventilen mit Feinsteuernuten durch das Druckregelventil ist es erwünscht, daß der Übergang zwischen Feinsteuerung und der Grob­ steuerung, also der Steuerung mit den eigentlichen Steuerkanten des Steuerkolbens durch eine sich ändernde Betätigungskraft am Hebel feststellbar ist. Man spricht von einem Druckpunkt. Dies kann dadurch erreicht werden, daß eine zweite Regelfeder zum Eingriff kommt und damit die Betätigungskraft spürbar anwächst. Damit im Feinsteuerbereich eine möglichst gute Positionierung der zu verstellenden Geräte erzielbar ist, muß eine Regelfeder mit flacher Regelcharakteristik vorgesehen werden, womit die Möglichkeit geschaffen wird, über den Betätigungshebel den Schwenkwinkelbereich groß zu halten. Die Regelfedern werden dem jeweiligen Einsatzfall bzw. dem vorgesehenen zu verstellenden Gerät angepaßt.

Aus der DE 32 34 720 A1 ist eine Einrichtung zum Steuern von hy­ draulischen Wegeventilen bekannt. Die Einrichtung umfaßt für ein Wegeventil mindestens eine Kurvenscheibe mit einer Kurvenbahn, gegen die das eine Ende eines Kurvenhebels federnd gedrückt wird, während das andere Ende einen Stößel des Wegeventils be­ aufschlagt.

Die US 4 131 126 zeigt eine Betätigungseinrichtung für hydrauli­ sche Ventile, die einen Betätigungshebel aufweist, der in eine Welle eingeschraubt ist, von der in einem abgeplatteten Bereich, den man als Kurvenscheibe ansehen kann, ein Ventilstößel ver­ schiebbar ist. Daneben weist die Welle drei peripheral voneinan­ der beabstandete identische Vertiefungen auf, in die eine Rast­ kugel federnd hineingedrückt werden kann. Die Welle und damit der Betätigungshebel sind also in drei verschiedenen Stellungen verrastbar. Beim Übergang von einer Raststellung in die andere Raststellung wird die Rastkugel gegen die sie belastende Feder aus einer Vertiefung herausgedrückt. Wenn die nächste Vertiefung vor die Rastkugel gelangt, unterstützt die Feder das Verdrehen der Welle bis zur nächsten Raststellung. Auf diese Weise kann eine deutliche Änderung der Betätigungskraft am Betätigungshebel nach einem bestimmten Schwenkwinkel, in dem die Betätigungskraft schon angestiegen ist, nicht erhalten werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein hydraulisches Vor­ steuergerät mit wenigstens einem über einen handbetätigbaren Be­ tätigungshebel einstellbaren Druckregelventil dahingehend zu verbessern, daß die Regelcharakteristik des Druckregelventils einerseits und die Höhe und die Winkellage des Druckpunktes an­ dererseits weitgehend unabhängig voneinander festgelegt werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein hydraulisches Vor­ steuergerät mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß zusätzlich mit den Merkmalen aus dem kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 ausgestattet ist.

Die Kurvenbahnen sind also jeweils so ausgelegt, daß über einen bestimmten Schwenkbereich des Betätigungshebels z. B. der Fein­ steuerbereich des angesteuerten Wegeventils überfahren wird, und zwar weitgehend unabhängig von der Kennlinie der Regelfeder. Das Ende dieses vorbestimmten Bereiches wird durch eine der ersten Kurvenbahn gegenüberliegende zweite Kurvenbahn markiert, die mit einem unter Federspannung stehenden Druckstück zusammenwirkt und so ausgebildet ist, daß die auf den Betätigungshebel wirkende Rückstellkraft bei Erreichen der gewünschten Schwenklage für den Druckpunkt ein höheres Drehmoment am Betätigungshebel erzeugt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispieles der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein handbetätigtes, zwei Druckregelventile aufweisendes Vorsteuergerät,

Fig. 2 einen Schnitt im Bereich der Kurvenscheibe in einer anderen Winkellage,

Fig. 3 einen Schnitt im Bereich der Kurvenscheibe in einer weiteren Winkellage,

Fig. 4 einen Schnitt im Bereich des Betätigungshebels mit Welle, Kurvenscheibe und Klemmscheibe, und

Fig. 5 einen Schnitt im Bereich der Klemmscheibe mit Klemm­ bolzen.

In Fig. 1 ist mit 1 das Ventilgehäuse bezeichnet, das in Stu­ fenbohrungen 2 und 3 die Teile der beiden Druckregelventile DR1, DR2 aufnimmt. Im unteren Teil einer jeden Stufenbohrung ist ein Führungsteil 4 zur Aufnahme des Regelkolbens 5 angeordnet. Der Regelkolben 5 weist eine Verlängerung 6 auf, deren Ende 7 mit einem Anschlagkörper 8 zusammenwirkt. In einer Sackbohrung 9 des Regelkolbens 5 münden Radialbohrungen 10, die mit Steuerkanten 11 und 12 des Führungsteiles 4 zusammenwirken. Die Steuerkante 11 steuert gemeinsam mit den Radialbohrungen 10 die Verbindung zum Tankanschluß T und die Steuerkante 12 steuert gemeinsam mit den Radialbohrungen 10 die Verbindung zum Druckanschluß P. Die Sackbohrung 9 des Regelkolbens steht über den Gehäusekanal 13 mit Anschluß A mit einem Steuerraum des angeschlossenen Verbrau­ chers wie Ventil, Pumpe oder Motor in Verbindung. Das gleiche gilt für den Gehäusekanal 13 mit Anschluß B des in der Stufen­ bohrung 3 angeordneten Druckregelventils DR2. Der Regelkolben 5 weist eine Anschlagfläche 14 für eine erste Regelfeder 15 auf, deren anderes Ende sich an an einem in dem Bohrungsabschnitt 2b bzw. 3b geführten Abstützkörper 16 abstützt. Dieser Abstützkör­ per 16 liegt an einem Stößel 17 an, der seinerseits an der Kur­ venbahn 18 der Kurvenscheibe 19 kraftschlüssig anliegt. In der Ausnehmung 20 des Stößels 17 ist der Anschlagkörper 8 geführt, der eine Anschlagfläche 21 für eine zweite Regelfeder 22 auf­ weist. Das andere Ende der zweiten Regelfeder 22 stützt sich an der Bodenfläche 23 der Ausnehmung 20 ab, sobald der Stößel 17 in Richtung des Regelkolbens 5 einen dem Feinsteuerbereich ent­ sprechenden Hub durchfahren hat. Der Anschlagkörper 8 weist eine Verlängerung 25 auf, die bei Beendigung des Regelbereiches an der Bodenfläche 23 des Stößels 17 anliegt und damit eine direkte Beeinflussung des Regelkolbens 2 unter Ausschaltung der Regelfe­ dern gewährleistet bei einer bestimmten Winkelstellung der Kur­ venscheibe 19.

Die gezeigte Ausgangslage des Regelkolbens wird gewährleistet durch die Rückstellfeder 26, die sich mit ihrem einen Ende am Führungsteil 4 und mit ihrem anderen Ende an dem Abstützkörper 16 abstützt und damit über letzteren den Stößel in Richtung der Kurvenbahn 18 drückt, so daß die Regelfeder 15 aus ihrer vom Ab­ stützkörper 16 festgelegten Ausgangslage die gezeigte Ausgangs­ lage des Regelkolbens gewährleistet. Die Ausgangslage des Stö­ ßels wird durch einen Bund 27 festgelegt, der mit einer entspre­ chenden Anschlagfläche der Abschlußschraube 28, die gleichzeitig die Führung für den Stößel 17 bildet, zusammenwirkt.

Die Kurvenbahn 18 weist zwei Abschnitte 30 und 31 auf, die sich jeweils über einen Schwenkwinkel α bzw. β erstrecken. In der ge­ zeigten Ausgangslage der Kurvenscheibe 19 befindet sich auch der Stößel 17 in seiner Ausgangslage. Wird nun mittels des Handhe­ bels 33 (Fig. 4) über die Welle 34 die Kurvenscheibe in Pfeil­ richtung 35 verschwenkt, wird der Stößel in Richtung des Regel­ kolbens 5 verschoben. Hierbei wird über den Abstützkörper 16 zu­ nächst die Regelfeder 15 und der sich daran abstützende Re­ gelkolben 5 in Richtung des Gehäusekanals 13 verschoben. Damit wird zunächst die Steuerkante 11, die die Verbindung zum Tankan­ schluß T steuert, von den Radialbohrungen 10 überfahren und die Verbindung vom Gehäusekanal 13 zum Tank unterbrochen. Daran an­ schließend wird beim Überfahren der Steuerkante 12 in Richtung des Ringraumes 29 durch die Radialbohrungen 10 die Verbindung zur Druckmittelquelle P über die Querbohrungen 65 im Führungs­ teil 4, den Ringraum 66 sowie den Gehäusekanal 67 hergestellt und damit ein Druckaufbau im Gehäusekanal 13 herbeigeführt. Die­ ser Druck wirkt nun gegen die Kraft der Regelfeder 15 und ver­ schiebt den Regelkolben 5 wieder zurück in Richtung der Steu­ erkante 11, und zwar soweit, bis der im Gehäusekanal 13 aufge­ baute Druck der Regelkraft der Regelfeder 15 entspricht. Je wei­ ter der Stößel 17 in die Richtung des Regelkolbens 5 verschoben wird, umso größer wird die Federkraft, die vom Druck überwunden werden muß und entsprechend hoch regelt sich der Druck im Gehäu­ sekanal 13 ein. Ist beispielsweise an dem einen Gehäusekanal 13 die eine Steuerkammer eines 4-Wegeventils angeschlossen und an den anderen Gehäusekanal 13 die andere Steuerkammer, so schiebt der sich im einen Gehäusekanal 13 einstellende Steuerdruck das angeschlossene Wegeventil in Richtung der mit dem anderen Gehäu­ sekanal 13 verbundenen Steuerkammer, nachdem letztere über das Regelventil DR2 mit dem Tank verbunden ist. Weist das angesteu­ erte Wegeventil Feinsteuernuten auf, soll das Ende dieses Fein­ steuerbereiches am Betätigungshebel bemerkbar sein. Um diesen Feinsteuerbereich zu durchfahren, ist beispielsweise ein Schwenkwinkel α erforderlich. Damit nun das Ende dieses Be­ reiches für die Betätigungsperson am Betätigungshebel spürbar ist, weist eine der ersten Kurvenbahn 18 gegenüberliegende, zweite Kurvenbahn an der Kurvenscheibe 19 zwei ebene Abschnitte 37 und 38 sowie einen abgerundeten Zwischenabschnitt 39 auf. Mit diesen Abschnitten 37, 38, und 39 wirkt ein Druckstück 40 zusam­ men, das eine ebene Anlagefläche 41 und beiseits von dieser ab­ gerundete Anlagebereiche 50 aufweist. Ferner weist das Druck­ stück eine Ausnehmung 42 auf, in der eine Druckfeder 43 angeord­ net ist, die sich mit dem einen Ende am Boden 44 der Ausnehmung abstützt. Deren anderes Ende stützt sich an einer Verschluß­ schraube 46 ab, die den Führungsraum 47 zur Führung des Druck­ stückes 40 abschließt.

Wird die Kurvenscheibe 19 aus der gezeigten Mittelstellung gemäß Fig. 1 in die Stellung gemäß Fig. 2 geschwenkt, wird das Druckstück 40 über den Zwischenabschnitt 39 der zweiten Kurven­ bahn hinweg in die Lage verschoben, in der seine ebene Anlage­ fläche 41 auf dem ebenen Abschnitt 38 der zweiten Kurvenbahn aufliegt. Bei einem weiteren Verschwenken der Kurvenscheibe er­ folgt dann eine sprungartige Verlagerung des Kraftangriffspunkt­ se zwischen Kurvenscheibe und Druckstück. Während zwischen der Mittelstellung und der in Fig. 2 gezeigten Stellung der abge­ rundete Zwischenabschnitt 39 der Kurvenscheibe den Kraftschluß mit der ebenen Anlagefläche 41 des Druckstückes herstellt, er­ folgt bei einem weiteren Verschwenken der Kurvenscheibe die Kraftübertragung vom ebenen Abschnitt 38 der Kurvenscheibe auf das Druckstück 40 über dessen abgerundeten Anlagebereich 50. Der Kraftangriffspunkt zwischen Kurvenbahn und Druckstück verlagert sich also aus dem Zwischenabschnitt 39 der Kurvenbahn in den ab­ gerundeten Anlagebereich 50 des Druckstückes. Diese Verlagerung des Kraftangriffspunktes wirkt sich am Betätigungshebel in einer sprungartigen Kraftänderung aus und gibt der Betätigungsperson einen Hinweis darauf, daß nunmehr ein zweiter Steuerbereich des Regelventils einsetzt. In diesem zweiten Steuerbereich wird gleichzeitig die zweite Regelfeder 22 wirksam, nachdem im ersten Regelbereich der Stößel 17 soweit in Richtung des Regelkolbens 5 verschoben worden ist, daß nunmehr die Regelfeder 22 durch Anla­ ge an die Bodenfläche 23 der Ausnehmung 20 des Stößels 17 zur Wirkung kommt.

In der Stellung gemäß Fig. 3 liegt das Druckstück 40 mit seinem der Verschlußschraube 46 zugewandten Ende an der Verschluß­ schraube an. Damit ist ein weiteres Ausschwenken der Kurven­ scheibe 19 unterbunden und der Regelbereich des betreffenden Druckregelventils beendet.

Gemäß Fig. 4 ist die Welle 34 an dem dem Betätigungshebel 33 zugewandten Ende in einem Aufnahmekörper 51 gelagert. Dieser Aufnahmekörper 51 ist in dem Aufnahmegehäuse 52 flüssigkeits­ dicht befestigt. Im mittleren Bereich der Welle ist die Kurven­ scheibe 19 mittels einer Schraube 54 befestigt. An der dem Betä­ tigungshebel 33 abgewandten Ende der Welle ist eine Klemmscheibe 55 mittels einer Schraube 56 befestigt, die gleichzeitig in ei­ ner Ausnehmung 57 des Aufnahmegehäuses 52 gelagert ist. Die Klemmscheibe weist eine umlaufende Nut 58 auf, in die ein Klemm­ bolzen 60 eingreift, der ein Teil eines Schraubenkörpers 61 bil­ det. Der Schraubenkörper 61 ist in einen mit einem Muttergewinde versehenen Abschlußkörper 62 eingeschraubt, der seinerseits mit­ tels Außengewinde in eine entsprechende Gewindeausnehmung des Aufnahmegehäuses 52 eingeschraubt ist.

Wie aus Fig. 5 zu erkennen ist, weist der Nutengrund 63 zwei Durchmesserbereiche auf, wobei der Durchmesserbereich 63a einen größeren Durchmesser aufweist als der restliche Bereich 63b. Der Durchmesserbereich 63a bildet den Klemmbereich, der mit dem Klemmbolzen 60 in Reibschluß zu bringen ist. Der Restbereich 63b der umlaufenden Nut 58 weist einen so kleinen Durchmesser auf, daß der Klemmbolzen 60 diesen Bereich nicht berühren kann. Eine solche Ausbildung der Klemmscheibe wird beispielsweise gewählt, wenn aus Sicherheitsgründen nur das eine Druckregelventil in ei­ ner bestimmten Lage festgehalten werden soll, während dies bei dem anderen Druckregelventil nicht erwünscht ist.

Claims (12)

1. Hydraulisches Vorsteuergerät mit wenigstens einem über einen handbetätigbaren Betätigungshebel (33) einstellbaren hy­ draulischen Druckregelventil (DR1, DR2), gekennzeichnet durch eine mit dem Betätigungshebel (33) verbundene Kurvenscheibe (19) mit einer ersten Kurvenbahn (18) zur Einstellung des Druckregel­ ventils (DR1, DR2) und mit einer der ersten Kurvenbahn (18) ge­ genüberliegenden zweiten Kurvenbahn (37, 38, 39), die zwei wink­ lig zueinander verlaufende, ebene Abschnitte (37, 38) sowie zwi­ schen diesen einen Zwischenabschnitt (39) aufweist, und durch ein kraftschlüssig an der zweiten Kurvenbahn (37, 38, 39) anlie­ gendes Druckstück (40), das eine ebene Anlagefläche (41), an der in einem ersten Schwenkbereich des Betätigungshebels (33) der Zwischenabschnitt (39) der zweiten Kurvenbahn unter Bildung ei­ nes Kraftangriffspunktes entlanggleitet, und daran angrenzend einen abgerundeten Anlagebereich (50) aufweist, an dem in einem zweiten Schwenkbereich des Betätigungshebels (33) einer der ebe­ nen Abschnitte (38) der zweiten Kurvenbahn entlanggleitet, wo­ durch sich beim Übergang vom ersten Schwenkbereich zum zweiten Schwenkbereich des Betätigungshebels (33) der Kraftangriffspunkt zwischen der Kurvenscheibe (19) und dem Druckstück (40) sprung­ haft verlagert.

2. Hydraulisches Vorsteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenabschnitt (39) der zweiten Kur­ venbahn abgerundet ist.

3. Hydraulisches Vorsteuergerät nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die zwei ebenen Abschnitte (37, 38) der zweiten Kurvenbahn unter einem stumpfen Winkel zueinander verlaufen.

4. Hydraulisches Vorsteuergerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (40) federbelastet ist.

5. Hydraulisches Vorsteuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschieberichtung des Druckstücks (40) die gleiche ist wie die Betätigungsrichtung für die Einstellung des Druckregelventils (DR1, DR2).

6. Hydraulisches Vorsteuergerät nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Betäti­ gungshebel (33) verbundene Kurvenscheibe (19) zwei nebeneinan­ derliegende Druckregelventile (DR1, DR2) ansteuert, wobei in Be­ tätigungsrichtung der beiden Druckregelventile gesehen die Schwenkachse des Betätigungshebels zwischen den beiden Druckre­ gelventilen liegt und die Anlagefläche (41) des Druckstücks (40) sich zu beiden Seiten der Schwenkachse erstreckt.

7. Hydraulisches Vorsteuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregelventile (DR1, DR2) und die An­ lagefläche (41) des Druckstücks (40) symmetrisch zur Schwenkach­ se liegen.

8. Hydraulisches Vorsteuergerät nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (40) als hohlzylindrisches Führungsteil in einem Aufnahmegehäuse (52) geführt ist und daß sich das eine Ende einer Druckfeder (43) am Boden (44) des Druckstücks (40) und das andere Ende an einer Verschlußschraube (46) des Aufnahmegehäuses (52) abstützt.

9. Hydraulisches Vorsteuergerät nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (19) auf einer Welle (34) befestigt ist und daß das eine Ende der Welle (34) einen Betätigungshebel (33) und das andere Ende eine Feststelleinrichtung (55, 60) aufweist.

10. Hydraulisches Vorsteuergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststelleinrichtung als Klemmscheibe (55) mit zwei Radien (63a, 63b) ausgebildet ist, wobei der grö­ ßere Radius (63a) mit einer Klemmeinrichtung (60) zusammenwirkt.

11. Hydraulisches Vorsteuergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das der Kurvenscheibe (19) abgewandte Ende des Druckstücks (40) zur Drehwinkelbegrenzung mit einem Anschlag (46) zusammenwirkt.

12. Hydraulisches Vorsteuergerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag von der Verschlußschraube (46) gebildet wird.