EP0405113A1 - Hydraulische Steuereinrichtung - Google Patents

Hydraulische Steuereinrichtung Download PDF

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Publication number
EP0405113A1
EP0405113A1 EP19900109175 EP90109175A EP0405113A1 EP 0405113 A1 EP0405113 A1 EP 0405113A1 EP 19900109175 EP19900109175 EP 19900109175 EP 90109175 A EP90109175 A EP 90109175A EP 0405113 A1 EP0405113 A1 EP 0405113A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
slide
throttle
control device
collar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP19900109175
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Dipl.-Ing. Koetter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0405113A1 publication Critical patent/EP0405113A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0416—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor with means or adapted for load sensing
    • F15B13/0417—Load sensing elements; Internal fluid connections therefor; Anti-saturation or pressure-compensation valves

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic control device for a fluid motor according to the preamble of the main claim.
  • Such a hydraulic control device is already known from DE-PS 29 30 390, which works with a directional control valve forming a first throttle device, the control slide of which controls a flow cross section proportional to the deflection of the slide and thus functions as a measuring orifice.
  • a pressure compensator is connected in series with the first throttle device as the second throttle device, which is acted upon by the load pressure and keeps the respective volume flow independent of the load pressure in a manner known per se.
  • a third throttle device which can be set independently from the outside and with which the volume flow can be individually limited to a maximum value while maintaining the load pressure-compensated control in end positions of the control slide, so that a single valve can be set to different, maximum volume flows.
  • the disadvantage is that such control devices with three separate throttle devices in series with each other build relatively complex and are therefore expensive.
  • the third throttle device with a rotatable, sleeve-forming slide sleeve requires a relatively large amount of installation space and is expensive. Above all, however, it is disadvantageous that this control device has a relatively small fine control range, since this is only effective over a partial stroke of the control slide and has a disadvantageous effect, in particular in the case of small volume flows.
  • the hydraulic control device with the characterizing features of the main claim has the advantage over the fact that it enables load pressure-independent control with an independent limitation of the maximum volume flow, manages with less effort and is more compact and cheaper. Furthermore, it has better fine control properties, since the fine control range extends over a larger part of the stroke.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through the hydraulic control device, partly in a simplified representation
  • FIGS. 2 and 3 each show partial sections according to II-II or III-III in FIG. 1
  • FIG. 4 shows a characteristic field, the individual characteristic curves of which show the course of the oil flow Q in Show dependence on the stroke S of the control spool.
  • FIG. 1 shows a hydraulic control device 10 for load pressure-compensated control of a fluid motor 11, the control device 10 essentially consisting of a hydraulic directional control valve 12 shown in longitudinal section and an upstream pressure compensator 13, which is shown in simplified form.
  • a hydraulic directional control valve 12 shown in longitudinal section and an upstream pressure compensator 13, which is shown in simplified form.
  • several such directional control valves 12 are flanged together and are arranged in a manner known per se, not shown in detail between a connection plate and an end plate, so that they form a control block which is supplied with pressure medium by a pressure medium source 14 via the connection plate.
  • the directional control valve 12 has a slide bore 16 in a housing 15, in which a longitudinally movable control slide 17 is tightly and slidably guided.
  • the slide bore 16 penetrates a number of chambers, of which a first throttle chamber 18 and an adjacent, second throttle chamber 19 are assigned to a first throttle device 21, approximately in the middle of the housing 15, which works as a measuring choke. Seen from the first measuring throttle chamber 18 towards the outside towards a first end face 22, the slide bore 16 penetrates in succession a first inlet chamber 23, a first motor chamber 24 and a first return chamber 25. In the opposite direction, the slide bore 16 penetrates one from the second measuring throttle chamber 19 second inlet chamber 26, a second motor chamber 27 and a second return chamber 28 before the slide bore 16 opens to a second end face 29 serving as the operating side.
  • the first measuring throttle chamber 18 is connected via a simplified inlet connection 31 and an inlet channel 32, into which the pressure compensator 13 is connected, to the outlet of the pressure medium source 14, which is designed here as a control pump.
  • the second measuring throttle chamber 19 is extended downwards and is penetrated by a longitudinal bore 33 which extends through the housing 15 and which extends essentially parallel to the slide bore 16. This multiple offset longitudinal bore 33 also penetrates the first (23) and second inlet chamber 26 and receives a first (34) and a second check valve 35.
  • These check valves 34, 35 each secure their associated inlet chambers 23, 26 and delimit a section 36 between them in the longitudinal bore 33, into which the second measuring throttle chamber 19 projects.
  • FIG. 1 shows a partial section according to II-II in FIG. 1
  • this section 36 there is also a pressure tapping point 37 which is assigned to a load pressure selection device 38 arranged in the housing 15 is.
  • This selection device 38 which is known per se, has a blind hole-like recess 41 which is open towards a first flange surface 39 and into which the pressure tap point 37 opens out and from which a control pressure channel 42 leads radially offset to a second flange surface 43 in the housing 15.
  • a seat valve body 44 Arranged in the blind hole-like recess 41 is a seat valve body 44 which selects the maximum load pressure from two supplied load pressure signals Y1 and Y2 and forwards it via the control pressure channel 42 as signal Y to a possibly adjacent block directional control valve or the connecting plate and further to a regulator of the pressure medium source 14 .
  • the two external return chambers 25 and 28 are connected to one another via a transverse channel 45 and additionally to a return channel 46.
  • the measuring throttle chambers 18, 19, in contrast to the other working chambers 24, 25, are not completely penetrated by the slide bore 16, but rather cut the slide bore 16 to the same extent.
  • Both throttle chambers 18, 19 are designed such that they extend approximately to the longitudinal axis of the slide bore 16.
  • a web 47 fixed to the housing remains between the measuring throttle chambers 18, 19 and extends in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the slide bore 16.
  • this web 47 extends only over part of the circumference of the slide bore 16, in particular over half its circumference.
  • the slide bore 16 has a continuous circumferential surface in the area of both measuring throttle chambers 18, 19 and the web 47, which is approximately semicircular.
  • the control slide 17 has a control collar 48 which is located in the center relative to the working chamber through which pressure medium flows and which is assigned to both the first throttle device 21 and a third throttle device 49.
  • the control collar 48 has a first control edge 51, which is formed by a plurality of fine control recesses 52 distributed uniformly over the circumference, all of which have a basically identical shape and begin with their inner, closed ends together on a plane perpendicular to the Longitudinal axis of the control slide 17 extends. All of these fine control recesses 52 are open towards the first measuring throttle chamber 18 and are assigned to a first direction of movement when the control slide 17 - with reference to FIG. 1 - is deflected to the right.
  • second fine control recesses 53 are provided, which together form a second control edge 54.
  • the inner ends of the second fine control recesses 53 also lie on a plane that runs perpendicular to the longitudinal axis of the control slide 17 and are opened in a corresponding manner towards the second measuring throttle chamber 37.
  • These two control edges 51 and 54 form parts of the first throttle device 21 and thus take over the function of the orifice plate in the load pressure-compensated control of a volume flow to the engine 11 with the aid of the pressure compensator 13.
  • the control collar 48 is also part of the third throttle device 49, which is an independent adjustable limitation of the maximum volume flow.
  • control collar 48 has a third control edge 55, which is formed by a plane which extends obliquely to the longitudinal axis of the control slide 17 and thereby cuts the first fine control recesses 52 to different degrees.
  • This oblique, third control edge 55 facing the first measuring throttle chamber 18 is the assigned a direction of movement of the control slide 17, while a correspondingly arranged, fourth, oblique control edge 56 is provided for the other direction of movement of the control slide 17.
  • the third and fourth control edges 55, 56 thus form parts of the third throttle device 49 and give the control collar 48 in the longitudinal section according to FIG. 1 an approximately V-shaped appearance.
  • control collar 48 lies with its narrowest point, seen in the longitudinal direction, in the lateral surface in the central region of the semicircular web 47, while the longitudinal point of the broad surface of the control collar 48 lies on the inner wall of the slide bore 16 is present.
  • a first piston section 58 is formed on the control slide 17 between the first measuring throttle chamber 18 and the first motor chamber 24 and monitors the associated connection between the inlet chamber 23 and the motor chamber 24 with an inlet-side control edge 59.
  • An outer, second piston section 61 has a second, drain-side control edge 62, which monitors the connection from the first motor chamber 24 to the first return chamber 25.
  • an outer, fourth piston section 65 correspondingly has a control edge 66 on the outlet side.
  • a device 67 known per se is mounted coaxially to the control slide 17, which has a double-acting return device for the control slide 17, a mechanical latching device for certain working positions and a hydraulic one Has unlocking device. Furthermore, it can have a hydraulic final release, not explained in more detail, which taps the pressure in the second measuring throttle chamber 19 via an opening 68.
  • control slide 17 has an annular groove 69 in the area of the first piston section 58, with the aid of which, in the central position of the control slide 17 shown, the first inlet chamber 23 via a relief bore 71 to the transverse channel 45 and further to the return channel 46 is relieved.
  • the control slide 17 is formed and arranged in the housing 15 so that it can also perform a rotary movement about its longitudinal axis in addition to its longitudinal movement.
  • the control slide 17 On its fourth piston section 65 protruding from the housing 15 on the operating side 29, the control slide 17 therefore has a rotating device 72, by means of which it is coupled to an articulation part 73.
  • the articulation part 73 thus always remains in its position, regardless of the rotational position of the control collar 48.
  • the mode of operation of the control device 10 according to FIG. 1 is explained as follows, the function of which is only discussed to the extent necessary to understand the invention.
  • the basic function of an LS control, in which the volume flow should also be adjustable when the control slide is fully deflected, is assumed to be known per se.
  • the first measuring throttle chamber 18 and thus the inlet channel 32 connected to the variable displacement pump 14 are hydraulically blocked.
  • the motor chambers 24, 27 are hydraulically blocked by their associated control edges 59, 62 and 64, 66, respectively 42 is relieved via the selection device 38 known per se, the pressure tapping point 37 and the first check valve 34 to the first inlet chamber 23 and thus via the annular groove 69 and the relief bore 71 to the return channel 46. Accordingly, the control pump 14 works against a low back pressure.
  • control collar 48 opens a control cross-section from the first (18) to the second measuring throttle chamber 19 depending on its deflection. Simultaneously with the deflection of the control slide 17, the relief bore 71 becomes controlled so that the control pump 14 goes up in pressure. Proportional to the opening cross-section of the control collar 48 serving as a measuring throttle, a pressure medium flow finally flows from the control pump 14 via the pressure compensator 13 working as a second throttle device, the control collar 48 functioning as the first throttle device, via the first check valve 34 and the now open inlet-side control edge 59 into the first motor chamber 24 and on to the motor 11.
  • control device 10 is now to be limited to a smaller volume flow in the end position of the control slide 17, the control slide 17 is rotated 180 ° to its longitudinal axis with the aid of the rotating device 72, while the articulation part 73 maintains its position. In this way, the control collar 48 now lies with its widest point in the lowest point of the semicircular web 47.
  • the directional valve 12 is set to the smallest volume flow with the aid of the third throttle device 49, as shown in FIG Characteristic curve 75 is illustrated. As can be seen from FIG. 1 in connection with FIG. 4, all of the first fine control recesses 52 have the same opening start.
  • the tax facility device 10 can be limited to any volume flow between the characteristic curves 74 and 75, for example by turning the control slide 17 from its drawn position by 90 ° to set the characteristic curve 76.
  • the characteristic curves 74 to 76 make it clear that the fine control is adapted to the volume flow in a particularly advantageous manner and thus extends over the major part of the stroke s of the control slide 17.
  • the dashed curves 77 show the conditions in the previously known valve, where the fine controllability is only limited to partial strokes, which has a disadvantageous effect, in particular when the volume flow is set to be small.
  • control device 10 can also be modified such that the second throttle device is connected downstream or is in the bypass instead of the upstream pressure compensator. It is also possible to design the third throttle device so that it is only effective in one direction of movement of the control slide 17. Likewise, the shapes of the fine control recesses 52, 53 and the shape of the third and fourth control edges can be varied within limits.

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Abstract

Es wird eine hydraulische Steuereinrichtung (10) zur lastdruckkompensierten Steuerung mit einer davon unabhängig verstellbaren Maximalstrombegrenzung vorgeschlagen, bei der zwei der drei erforderlichen Drosselfunktionen am Steuerschieber (17) des Wegeventils (12) zusammengefaßt sind. Das Wegeventil (12) weist dazu einen Steuerbund (48) auf, an dem wenigstens eine die Meßdrosselfunktion übernehmende erste Steuerkante (51) und zusätzlich eine die Maximalstrombegrenzung übernehmende, schräge, dritte Steuerkante (55) ausgebildet sind. Durch Verdrehen des ansonsten längsbeweglichen Steuerschiebers (17) läßt sich in dessen Endstellung der Volumenstrom einstellen, wobei die Feinsteuereigenschaften über einen großen Hubbereich wirksam sind.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuereinrichtung für einen Strömungsmittelmotor nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Es ist schon eine solche hydraulische Steuereinrichtung aus der DE-PS 29 30 390 bekannt, die mit einem eine erste Drosseleinrichtung bildenden Richtungssteuerventil arbeitet, dessen Steuerschieber ei­nen zur Auslenkung des Schiebers proportionalen Durchflußquerschnitt aufsteuert und somit als Meßblende arbeitet. Um den mit Hilfe der verstellbaren Meßblende veränderlichen Volumenstrom lastdruckunab­hängig zu halten, ist als zweite Drosseleinrichtung eine Druckwaage in Serie zur ersten Drosseleinrichtung geschaltet, die vom Lastdruck beaufschlagt wird und in an sich bekannter Weise den jeweiligen Vo­lumenstrom lastdruckunabhängig hält. Zwischen diesen beiden Drossel­einrichtungen liegt eine von außen unabhängig einstellbare, dritte Drosseleinrichtung, mit der unter Beibehaltung der lastdruckkompen­sierten Steuerung in Endstellungen des Steuerschiebers der Volumen­strom individuell auf einen maximalen Wert begrenzbar ist, so daß ein einzelnes Ventil auf unterschiedlich große, maximale Volumen­ströme einstellbar ist. Von Nachteil ist nun, daß solche Steuerein­richtungen mit drei voneinander getrennten, in Serie zueinander lie­genden Drosseleinrichtungen relativ aufwendig bauen und damit teuer sind. Dabei erfordert die dritte Drosseleinrichtung mit einer dreh­baren, ein Fenster bildenden Schieberhülse verhältnismäßig viel Bau­raum und wird kostspielig. Vor allem aber ist ungünstig, daß diese Steuereinrichtung einen verhältnismäßig kleinen Feinsteuerbereich aufweist, da dieser nur über einen Teilhub des Steuerschiebers wirk­sam wird und sich insbesondere bei kleinen Volumenströmen nachteilig auswirkt.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße hydraulische Steuereinrichtung mit den kenn­zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat dem gegenüber den Vor­teil, daß sie lastdruckunabhängige Steuerung mit einer unabhängigen Begrenzung des maximalen Volumenstroms ermöglicht, mit geringerem Aufwand auskommt und dabei kompakter und billiger baut. Fernerhin weist sie bessere Feinsteuereigenschaften auf, da sich bei ihr der Feinsteuerbereich über einen größeren Teil des Hubes erstreckt.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen hydraulischen Steuereinrichtung möglich. Besonders vor­teilhaft sind Ausführungen nach den Ansprüchen 2 bis 9, die eine einfache, platzsparende, kostengünstige und vielseitig anwendbare Bauweise der Steuereinrichtung begünstigen.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch die hydraulische Steuerein­richtung, teilweise in vereinfachter Darstellung, die Figuren 2 und 3 jeweils Teilschnitte nach II - II bzw. III - III in Figur 1 und Figur 4 ein Kennlinienfeld, deren einzelne Kennlinien den Ver­lauf des Ölstromes Q in Abhängigkeit vom Hub S des Steuerschiebers darstellen.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Die Figur 1 zeigt eine hydraulische Steuereinrichtung 10 zur last­druckkompensierten Steuerung eines Strömungsmittelmotors 11, wobei die Steuereinrichtung 10 im wesentlichen aus einem im Längsschnitt dargestellten hydraulischen Wegeventil 12 und einer vorgeschalteten Druckwaage 13 besteht, die vereinfacht dargestellt ist. Üblicherwei­se sind mehrere solche Wegeventile 12 zusammengeflanscht und werden in an sich bekannter, nicht näher gezeichneter Weise zwischen einer Anschlußplatte und einer Endplatte angeordnet, so daß sie einen Steuerblock bilden, der über die Anschlußplatte von einer Druckmit­telquelle 14 mit Druckmittel versorgt wird.
  • Das Wegeventil 12 hat in einem Gehäuse 15 eine Schieberbohrung 16, in der ein längsbeweglicher Steuerschieber 17 dicht und gleitend ge­führt ist. Die Schieberbohrung 16 durchdringt eine Reihe von Kam­mern, von denen etwa in der Mitte des Gehäuses 15 eine erste Meß­drosselkammer 18 und eine danebenliegende, zweite Meßdrosselkam­mer 19 einer ersten Drosseleinrichtung 21 zugeordnet sind, welche als Meßdrossel arbeitet. Von der ersten Meßdrosselkammer 18 aus nach außen zu einer ersten Stirnseite 22 hin gesehen durchdringt die Schieberbohrung 16 nacheinander eine erste Zulaufkammer 23, eine erste Motorkammer 24 sowie eine erste Rücklaufkammer 25. In entge­gengesetzter Richtung durchdringt die Schieberbohrung 16 von der zweiten Meßdrosselkammer 19 aus gesehen eine zweite Zulaufkammer 26, eine zweite Motorkammer 27 sowie eine zweite Rücklaufkammer 28, be­vor sich die Schieberbohrung 16 zu einer als Bedienseite dienenden zweiten Stirnseite 29 hin öffnet.
  • Die erste Meßdrosselkammer 18 steht über einen vereinfacht darge­stellten Zulaufanschluß 31 und einen Zulaufkanal 32, in den die Druckwaage 13 geschaltet ist, mit dem Ausgang der Druckmittelguel­le 14 in Verbindung, die hier als Regelpumpe ausgebildet ist. Die zweite Meßdrosselkammer 19 ist nach unten hin verlängert und wird von einer das Gehäuse 15 durchlaufenden Längsbohrung 33 durchdrun­gen, die im wesentlichen parallel zur Schieberbohrung 16 verläuft. Diese mehrfach abgesetzte Längsbohrung 33 durchdringt ebenfalls die erste (23) und zweite Zulaufkammer 26 und nimmt ein erstes (34) so­wie ein zweites Rückschlagventil 35 auf. Diese Rückschlagventi­le 34, 35 sichern jeweils ihre zugeordneten Zulaufkammern 23, 26 ab und begrenzen zwischen sich in der Längsbohrung 33 einen Ab­schnitt 36, in den die zweite Meßdrosselkammer 19 ragt.
  • Wie aus Figur 1 in Verbindung mit Figur 2, die einen Teilschnitt nach II - II in Figur 1 zeigt, näher hervorgeht, liegt in diesem Abschnitt 36 zusätzlich eine Druckabgriffsstelle 37, die einer im Gehäuse 15 angeordneten Lastdruck-Auswahlvorrichtung 38 zugeordnet ist. Diese an sich bekannte Auswahlvorrichtung 38 weist eine zu ei­ner ersten Flanschfläche 39 hin offene, sacklochartige Ausnehmung 41 auf, in welche die Druckabgriffstelle 37 zentral mündet und von der dazu radial versetzt ein Steuerdruckkanal 42 zu einer zweiten Flanschfläche 43 im Gehäuse 15 führt. In der sacklochartigen Ausneh­mung 41 ist ein Sitzventilkörper 44 angeordnet, der von zwei zuge­führten Lastdruck-Signalen Y1 und Y2 den maximalen Lastdruck aus­wählt und über den Steuerdruckkanal 42 als Signal Y weiterleitet zu einem eventuell benachbarten Blockwegeventil oder der Anschlußplatte und weiter zu einem Regler der Druckmittelquelle 14.
  • Die beiden außenliegenden Rücklaufkammern 25 und 28 sind über einen Querkanal 45 miteinander und zusätzlich mit einem Rücklaufkanal 46 verbunden.
  • Wie die Figur 1 in Verbindung mit Figur 3 näher zeigt, werden die Meßdrosselkammern 18, 19 im Gegensatz zu den anderen Arbeitskam­mern 24, 25 von der Schieberbohrung 16 nicht vollständig durchdrun­gen, sondern sie schneiden in gleichem Maße die Schieberbohrung 16 an. Dabei sind beide Meßdrosselkammern 18, 19 so ausgebildet, daß sie etwa bis zur Längsachse der Schieberbohrung 16 reichen. Auf die­se Weise verbleibt zwischen den Meßdrosselkammern 18, 19 ein gehäu­sefester Steg 47, der in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der Schieberbohrung 16 verläuft. Zudem erstreckt sich dieser Steg 47 nur über einen Teil des Umfanges der Schieberbohrung 16, insbesondere über dessen halben Umfang. Die Schieberbohrung 16 hat auf diese Wei­se im Bereich beider Meßdrosselkammern 18, 19 und des Steges 47 eine durchgehende Mantelfläche, die etwa halbkreisförmig verläuft.
  • Der Steuerschieber 17 weist einen relativ zu den druckmitteldurch­strömten Arbeitskammern mittig liegenden Steuerbund 48 auf, der so­wohl der ersten Drosseleinrichtung 21 als auch einer dritten Dros­seleinrichtung 49 zugeordnet ist. Der Steuerbund 48 weist zu diesem Zweck eine erste Steuerkante 51 auf, die von mehreren gleichmäßig über den Umfang verteilten Feinsteuerausnehmungen 52 gebildet wird, die alle eine an sich gleiche Grundform aufweisen und mit ihren inneren, geschlossenen Enden gemeinsam auf einer Ebene beginnen, die senkrecht zur Längsachse des Steuerschiebers 17 verläuft. Alle diese Feinsteuerausnehmungen 52 sind zur ersten Meßdrosselkammer 18 hin geöffnet und sind einer ersten Bewegungsrichtung zugeordnet, wenn der Steuerschieber 17 - bezogen auf die Figur 1 - nach rechts ausge­lenkt wird. Für die andere Bewegungsrichtung des Steuerschiebers 17 sind entsprechend umgekehrt angeordnete, zweite Feinsteuerausnehmun­gen 53 vorgesehen, die miteinander eine zweite Steuerkante 54 bil­den. Auch die zweiten Feinsteuerausnehmungen 53 liegen mit ihren inneren Enden auf einer Ebene, die senkrecht zur Längsachse des Steuerschiebers 17 verläuft und sind in entsprechender Weise zur zweiten Meßdrosselkammer 37 hin geöffnet. Diese beiden Steuerkan­ten 51 und 54 bilden Teile der ersten Drosseleinrichtung 21 und übernehmen somit die Funktion der Meßblende bei der lastdruckkompen­sierten Steuerung eines Volumenstromes zum Motor 11 mit Hilfe der Druckwaage 13. Darüber hinaus ist der Steuerbund 48 auch Teil der dritten Drosseleinrichtung 49, die eine unabhängig einstellbare Be­grenzung des maximalen Volumenstromes ermöglichen soll. Zu diesem Zweck weist der Steuerbund 48 eine dritte Steuerkante 55 auf, welche von einer Ebene gebildet wird, die schräg zur Längsachse des Steuer­schiebers 17 verläuft und dabei die ersten Feinsteuerausnehmungen 52 in unterschiedliche starkem Maße schneidet. Diese der ersten Meß­drosselkammer 18 zugewandte schräge, dritte Steuerkante 55 ist der einen Bewegungsrichtung des Steuerschiebers 17 zugeordnet, während eine entsprechend angeordnete, vierte, schräge Steuerkante 56 für die andere Bewegungsrichtung des Steuerschiebers 17 vorgesehen ist. Die dritte und vierte Steuerkante 55, 56 bilden somit Teile der dritten Drosseleinrichtung 49 und geben dem Steuerbund 48 in dem Längsschnitt nach Figur 1 ein etwa V-förmiges Aussehen. In der ge­zeichneten Lage des Steuerschiebers 17 liegt dabei der Steuerbund 48 mit seiner in Längsrichtung gesehenen, schmälsten Stelle in der Man­telfläche im mittleren Bereich des halbkreisförmig verlaufenden Ste­ges 47 an, während die in Längsrichtung gesehene breite Stelle der Mantelfläche des Steuerbundes 48 an der Innenwand der Schieberboh­rung 16 anliegt.
  • Am Steuerschieber 17 ist zwischen der ersten Meßdrosselkammer 18 und der ersten Motorkammer 24 ein erster Kolbenabschnitt 58 ausgebildet, der mit einer zulaufseitigen Steuerkante 59 die zugeordnete Verbin­dung zwischen Zulaufkammer 23 und Motorkammer 24 überwacht. Ein außenliegender, zweiter Kolbenabschnitt 61 weist eine zweite, ab­laufseitige Steuerkante 62 auf, welche die Verbindung von der ersten Motorkammer 24 zur ersten Rücklaufkammer 25 überwacht. Entsprechend zum ersten Kolbenabschnitt 58 liegt auf der anderen Seite des Steu­erbundes 48 ein dritter Kolbenabschnitt 63 mit einer zulaufseitigen Steuerkante 64. Ferner weist ein äußerer, vierter Kolbenabschnitt 65 in entsprechender Weise eine ablaufseitige Steuerkante 66 auf.
  • An der ersten Stirnseite 22 ist koaxial zum Steuerschieber 17 eine an sich bekannte Vorrichtung 67 angebaut, die eine doppelwirkende Rückholeinrichtung für den Steuerschieber 17, eine mechanische Rast­einrichtung für bestimmte Arbeitsstellungen sowie eine hydraulische Entrastvorrichtung aufweist. Ferner kann sie eine nicht näher erläu­terte hydraulische Endauslösung aufweisen, welche über eine Öff­nung 68 den Druck in der zweiten Meßdrosselkammer 19 abgreift.
  • Für die Entlastung des Steuerleitungs-Systems weist der Steuerschie­ber 17 im Bereich des ersten Kolbenabschnitts 58 eine Ringnut 69 auf, mit deren Hilfe in der gezeichneten Mittelstellung des Steuer­schiebers 17 die erste Zulaufkammer 23 über eine Entlastungs-Boh­rung 71 zum Querkanal 45 und weiter zum Rücklaufkanal 46 entlastet wird.
  • Der Steuerschieber 17 ist im Gehäuse 15 so ausgebildet und angeord­net, daß er zusätzlich zu seiner Längsbewegung auch eine Drehbewe­gung um seine Längsachse ausführen kann. An seinem an der Bediensei­te 29 aus dem Gehäuse 15 herausragenden vierten Kolbenabschnitt 65 weist der Steuerschieber 17 deshalb eine Verdreheinrichtung 72 auf, über die er mit einem Anlenkteil 73 gekoppelt ist. Das Anlenkteil 73 verbleibt somit immer in seiner Position, unabhängig von der Drehla­ge des Steuerbundes 48.
  • Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 nach Figur 1 wird wie folgt erläutert, wobei nur soweit auf deren Funktion eingegangen wird, als zum Verständis der Erfindung notwendig ist. Die grundsätz­liche Funktion einer LS-Steuerung, bei welcher der Volumenstrom bei voll ausgelenktem Steuerschieber zusätzlich einstellbar soll, wird dabei als an sich bekannt vorausgesetzt.
  • In der gezeichneten Mittelstellung des(Steuerschiebers 17 ist die erste Meßdrosselkammer 18 und damit der mit der Verstellpumpe 14 verbundene Zulaufkanal 32 hydraulisch blockiert. Ebenso sind die Motorkammern 24, 27 von ihren zugeordneten Steuerkanten 59, 62 bzw. 64, 66 hydraulisch abgesperrt. Der Steuerdruckkanal 42 ist über die an sich bekannte Auswahlvorrichtung 38, die Druckabgriffstel­le 37 und das erste Rückschlagventil 34 zur ersten Zulaufkammer 23 und damit über die Ringnut 69 und die Entlastungs-Bohrung 71 zum Rücklaufkanal 46 entlastet. Dementsprechend arbeitet die Regelpum­pe 14 gegen einen niedrigen Gegendruck.
  • Wird der Steuerschieber 17 beispielsweise nach rechts - bezogen auf die Figur 1 - ausgelenkt, so öffnet der Steuerbund 48 abhängig von seiner Auslenkung einen Steuerguerschnitt von der ersten (18) zur zweiten Meßdrosselkammer 19. Gleichzeitig mit Auslenkung des Steuer­schiebers 17 wird die Entlastungs-Bohrung 71 zugesteuert, so daß die Regelpumpe 14 im Druck hoch fährt. Proportional zum Öffnungsquer­schnitt des als Meßdrossel dienenden Steuerbundes 48 fließt schließ­lich ein Druckmittelstrom von der Regelpumpe 14 über die als zweite Drosseleinrichtung arbeitende Druckwaage 13, den als erste Drossel­einrichtung arbeitenden Steuerbund 48, über das erste Rückschlagven­til 34 und die nunmehr geöffnete zulaufseitige Steuerkante 59 in die erste Motorkammer 24 und weiter zum Motor 11. Gleichzeitig fließt vom andern Anschluß des Motors 11 Druckmittel über die zweite Motor­kammer 27 und die ablaufseitige Steuerkante 66 in die zweite Rück­laufkammer 28 und zurück zum Rücklaufkanal 46. Infolge der mit Hilfe der Druckwaage 13 vorgesehenen LS-Technik wird der zum Motor hin­fließende Volumenstrom stets unabhängig von der Größe der auf den Verbraucher wirkenden Last und unabhängig vom Druck im Zulauf kon­stant geregelt.
  • Bei dieser Auslenkung des Steuerschiebers 17 nach rechts befindet er sich in der gezeichneten Drehlage, in welcher der Steuerbund 48 mit seinem schmälsten Bereich am tiefsten Punkt des halbkreisförmigen Steges 47 liegt. In dieser Drehlage wird der Steuerschieber 17 über die Verdrehvorrichtung 72 durch das Anlenkteil 73 gehalten, das durch eine nicht näher gezeichnete Betätigungsvorrichtung in dieser Drehlage festgelegt ist. Bei dieser Rechtsbewegung werden von den die erste Steuerkante 51 bildenden ersten Feinsteuerausnehmungen 52 nur diejenigen wirksam, die mit dem halbkreisförmigen Steg 47 zusam­menarbeiten, während die übrigen, von der Innenwand der Schieberboh­rung 16 zugedeckten Steuerausnehmungen 52 unwirksam bleiben. Im An­schluß an die Öffnungsbewegung durch die erste Steuerkante 51 wird schließlich die dritte, schräge Steurkante 55 wirksam, welche der dritten Drosseleinrichtung zugeordnet ist. Die in Figur 1 darge­stellte Drehlage des Steuerschiebers 17 ist dem größten, einstell­baren Volumenstrom zugeordnet, wie dies in Figur 4 durch die Kenn­linie 74 veranschaulicht wird.
  • Soll nun die Steuereinrichtung 10 in der Endstellung des Steuer­schiebers 17 auf einen kleineren Volumenstrom begrenzt werden, so wird der Steuerschieber 17 mit Hilfe der Verdreheinrichtung 72 um 180° zu seiner Längsachse gedreht, während das Anlenkteil 73 seine Position beibehält. Auf diese Weise liegt nun der Steuerbund 48 mit seiner breitesten Stelle in der tiefsten Stelle des halbkreisförmi­gen Steges 47. In dieser Drehlage des Steuerschiebers 17 ist das Wegeventil 12 mit Hilfe der dritten Drosseleinrichtung 49 auf den kleinsten Volumenstrom eingestellt, wie dies in Figur 4 durch die Kennlinie 75 veranschaulicht wird. Wie sich aus Figur 1 in Verbin­dung mit Figur 4 ergibt, haben alle ersten Feinsteuerausnehmungen 52 den gleichen Öffnungsbeginn. Darüberhinaus kann die Steuereinrich­ tung 10 auf jeden zwischen den Kennlinien 74 und 75 liegenden Volu­menstrom begrenzt werden, indem z.B. durch eine Drehung des Steuer­schiebers 17 aus seiner gezeichneten Stellung um 90° die Kennli­nie 76 eingestellt wird. Die Kennlinien 74 bis 76 machen deutlich, daß in besonders vorteilhafter Weise die Feinsteuerung dem Volumen­strom angepaßt ist und sich somit über den größten Teil des Hubes s des Steuerschiebers 17 erstreckt. Im Vergleich dazu sind durch die gestrichelten Kennlinien 77 die Verhältnisse beim vorbekannten Ven­til dargestellt, wo die Feinsteuerbarkeit nur auf Teilhübe begrenzt ist, was sich besonders bei einem klein eingestellten Volumenstrom nachteilig auswirkt.
  • In entsprechend umgekehrter Weise wird bei einer Auslenkung des Steuerschiebers 17 nach links, bezogen auf die Figur 1, der Volumen­strom von der Pumpe 14 über die Druckwaage 13 und den Steuerbund 48 zur zweiten Motorkammer 27 gesteuert, während die erste Motorkam­mer 24 zum Rücklaufkanal 46 entlastet ist. Dabei wird in entsprech­ender Weise ein Teil der zweiten Feinsteuerausnehmungen 53 wirksam, welche hierbei die zweite Steuerkante 54 bilden und somit die Meß­drosselfunktion der ersten Drosseleinrichtung 21 übernehmen. Ferner wird zugleich die vierte, schräge Steuerkante 56 als Teil der drit­ten Drosseleinrichtung 49 wirksam, um den Volumenstrom in Endstel­lungen des Steuerschiebers 17 auf verschiedene Größen zu begrenzen.
  • Durch die Integration der ersten Drosseleinrichtung 21 mit der drit­ten Drosseleinrichtung 49 am Steuerbund 48 des Steuerschiebers 17 läßt sich somit eine äußerst platzsparende und kostengünstige Bau­weise erreichen, die zudem die in Figur 4 näher dargestellten, ver­besserten Feinsteuereigenschaften aufweist.
  • Selbstverständlich sind an der gezeigten Steuereinrichtung Änderun­gen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So ist diese Lösung auch verwendbar in Systemen mit einer Konstantpumpe an­stelle der Regelpumpe 14 und bei Wegeventilen mit einer anderen als der dargestellten Zwei-Kanal-Meßblende. Für die LS-Technik kann die Steuereinrichtung 10 auch dahingehend abgewandelt werden, daß an­stelle der vorgeschalteten Druckwaage die zweite Drosseleinrichtung nachgeschaltet ist oder im Bypass liegt. Ebenso ist es möglich, die dritte Drosseleinrichtung so auszubilden, daß sie nur in einer Bewe­gungsrichtung des Steuerschiebers 17 wirksam wird. Ebenso können die Formen der Feinsteuerausnehmungen 52, 53 sowie die Form der dritten und vierten Steuerkante in Grenzen variiert werden.

Claims (13)

1. Hydraulische Steuereinrichtung für einen Strömungsmittelmotor, mit einem eine erste Drosseleinrichtung bildenden Richtungssteuer­ventil, dessen Steuerschieber zwischen einer Mittel-Stellung und mindestens zwei Arbeitsendstellungen verstellbar ist, um in jeder Verstellrichtung eine proportionale Steuerung des Volumenstroms von der Druckmittelquelle zum Strömungsmittelmotor zu erreichen, mit einer eine zweite Drosseleinrichtung bildenden Druckwaage, deren Drosselschieber vom Lastdruck beaufschlagbar und so angeordnet ist, daß er in Arbeitsstellungen des Richtungsteuerventils den Volumen­strom zum Motor von Lastdruckschwankungen unabhängig hält und mit einer eine dritte Drosseleinrichtung bildenden, von außen unabhängig einstellbaren Drosselstelle, mit der der konstante Volumenstrom in­dividuell in seiner Größe verstellbar ist und die in Druckmittelver­bindung mit der ersten und zweiten Drosseleinrichtung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die der ersten (21) und der dritten Drosselein­richtung (49) zugeordneten Steuerkanten (51, 55; 54, 56) zusammen am Steuerschieber (17) angeordnet sind.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Steuerschieber (17) eine Verdreheinrichtung (72) angeordnet ist, die insbesondere außerhalb des Ventilgehäuses (15) zwischen einem Steu­erschieber-Kolbenabschnitt (65) und einem Anlenkteil (73) liegt.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (17) einen Steuerbund (48) aufweist, an dem die Steuerkanten (51, 55) der ersten (21) und dritten Drosselein­richtung (49) angeordnet sind.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerbund (48) die Steuerkanten (51, 55; 54, 56) beider Dros­seleinrichtungen (21, 49) für beide Bewegungsrichtungen des Steuer­schiebers (17) aufweist.
5. Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der ersten Drosseleinrichtung (21) zugeordnete Steuerkante (51) für mindestens eine Bewegungsrichtung von gleichmäßig längs des Umfangs am Steuerbund (48) verteilten Feinsteuerausnehmungen (52) gebildet wird, deren jeweils inneren En­den auf einer senkrecht zur Schieberlängsachse verlaufenden Ebene liegen und daß die der dritten Drosseleinrichtung (49) zugeordnete dritte Steuerkante (55) für dieselbe Bewegungsrichtung in einer schräg zur Schieberlängsachse verlaufenden Ebene liegt, welche die Feinsteuerausnehmungen (52) schneidet.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerbund (48) mit einem gehäusefesten Steg (47) zusammenarbei­tet, der sich nur über einen Teil des Umfangs der Schieberboh­rung (16) erstreckt, insbesondere über ca. die Hälfte des Umfangs.
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (47) in einer Ebene liegt, die mindestens nahezu senkrecht zur Schieberlängsachse verläuft.
8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß der die Steuerkanten (51, 54, 55, 56) für beide Drosseleinrichtungen (21, 49) und beide Bewegungsrichtungen tragende Steuerbund (48) etwa mittig am Steuerschieber (17) angeordnet ist und die Verbindung zwischen zwei Meßdrosselkammern (18, 19) steuert.
9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Steuerschieber (17) im Gehäuse (15) verdrehbar und längsverschiebbar geführt ist.
10. Steuereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kolbenabschnitt (65) des Steuerschiebers (17) über eine Verdreh­einrichtung (72) mit einem Anlenkteil (73) gekoppelt ist.
11. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Steuerkanten (51, 54) am Steuerbund (48) so ausgebildet sind, daß sich deren Feinsteuerbereich jeweils über den größten Teil des Schieberhubes erstreckt.
12. Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinsteuerausnehmungen (52, 53) in beiden Bewegungsrichtungen des Steuerschiebers (17) und in allen Drehlagen gleichen Öffnungsbe­ginn haben.
13. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Steuerbund (48) an seinem durch die schrägen Steuerkanten (55, 56) gebildeten, schmälsten Umfangsbereich kleiner ist als die Dicke des Steges (47), während sein breitester, entge­gengesetzt liegender Umfangsbereich ein Mehrfaches dieser Steg-Dicke beträgt.
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