EP1511940A1 - Steuereinrichtung - Google Patents
SteuereinrichtungInfo
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- EP1511940A1 EP1511940A1 EP03810425A EP03810425A EP1511940A1 EP 1511940 A1 EP1511940 A1 EP 1511940A1 EP 03810425 A EP03810425 A EP 03810425A EP 03810425 A EP03810425 A EP 03810425A EP 1511940 A1 EP1511940 A1 EP 1511940A1
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- valve piston
- control device
- valve
- fluid
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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
- F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
- F15B11/006—Hydraulic "Wheatstone bridge" circuits, i.e. with four nodes, P-A-T-B, and on-off or proportional valves in each link
Definitions
- a hydraulic control device for controlling two pressure spaces A and B of a hydraulic motor works in the form of a working cylinder according to the principle of a hydraulic bridge circuit.
- a fluid pump P conveys fluid via throttling points Q1, D2, D3 and D4 to a tank T.
- the throttling points form passages for the fluid, the flow cross sections of which are variable.
- the throttling points D1, D2, D3 and D4 work together in pairs, namely D1 with D3 and D2 with D4. If, for example, the flow cross-section of D1 and D3 is reduced, the flow resistance of the fluid increases, which is noticeable by an increased fluid pressure with a constant fluid flow conveyed by the fluid pump P. This situation is shown in FIG. 2.
- the increased fluid pressure is shown by the increased line width of the lines.
- the increased fluid pressure is communicated to the pressure chamber B of the working cylinder via a connecting line 1.
- a pressure force F1 is generated on a piston K of a working cylinder, which moves the piston K to the left.
- a part designated as a slide with a circular cross section is moved back and forth axially or tangentially from a defined neutral position in a part designated as a sleeve with a circular inner tube cross section.
- recesses can be created as a result of the slide movement as throttling points D1, D2, D3 and D4 of a hydraulic bridge circuit.
- Such a control device can be composed of four modules M1, M2, M3 and M4, each of which takes on the function of the throttle points D1, D2, D3 and D4 of a hydraulic bridge circuit.
- the four modules can be constructed identically.
- One of these modules is shown in principle in Figure 4. It has a housing bore in a housing 4, in which a valve piston 5 is arranged to be axially displaceable.
- a piston seal S divides the housing bore into sections in which different pressures can prevail.
- a small fluid flow flows through a bore 9 into a space 10 and through a bore 11 into a space 12 and from there via an opening 13 back into the tank T (FIG. 1).
- a throttle needle 14 is moved downward into the bore 11 by a force, the flow resistance of the opening existing between the mouth of the bore 11 and the throttle needle 14 increases, as a result of which the fluid pressure in the bore 11 and in the space 10 increases.
- the pressure force acting on the upper end face of the valve piston 5 moves the valve piston downwards until an equilibrium has been established with the pressure force acting on the lower end face. In this way, the fluid pressure in the inlet 2 can be controlled via the immersion depth of the throttle needle 14 in the bore 11, this fluid pressure being proportional to the force to be applied to the throttle needle 14.
- Control devices in which each of the throttling points D1, D2, D3 and D4 of a hydraulic bridge circuit are replaced by one of the identical modules M1, M2, M3 and M4 correspond to the prior art.
- a control device with a modular structure is e.g. from the
- Control device known that has two identical modules. These are referred to there as “partial valves” or “cartridges 4 and 5" (see description there, column 1, lines 50 ff. And FIG. 3).
- Each of the Cartridge comprises two throttles 1 and 2a or 1a and 2, which are part of a hydraulic bridge circuit ( Figures 1 and 2).
- the design has the advantage that both cartridges with an open center and cartridges with a closed center can be used (see column 2, lines 65 ff.).
- the throttle points controlled in the same direction, such as throttles 1 and -1a are, however, spatially separated from one another in each of the sub-valves (cartridges 4 and 5 in FIG. 3).
- the design therefore requires the most precise possible symmetrical valve control on both sides so that the bridge circuit can work optimally.
- the object of the invention is to simplify the design of a control device with throttle points.
- the invention simplifies the construction of a control device which has at least two throttle points which can be controlled in the same direction by combining the functionally working throttle points, that is to say D1 with D3 and / or D2 with D4, to form a spatial and functional unit.
- the functionally working throttle points that is to say D1 with D3 and / or D2 with D4, to form a spatial and functional unit.
- FIG. 6 shows a basic sectional view of a control device according to the invention in a first switching situation
- FIG. 7 a second switching situation
- FIG. 8 a modified control device
- FIG. 6 A control device of the design according to the invention is shown in FIG. 6.
- the modules M1 and M3 of the previous figures are combined to form the module M5 and the modules M2 and M4 are combined to form the module M6.
- the throttle points D1, D2, D3 and D4 of a hydraulic bridge circuit shown in FIG. 6 result as a circular disc ring gap of small and variable height between a housing 15 and controlling end faces S1 and S2 of valve pistons 16 and 17.
- the constant hydraulic separation between the throttle points D1 and D3 or D4 and D2 are each caused by an elastic sealing element 18 and 19, respectively, concentrically embedded between the two disk ring gaps of a controlling end face.
- Lines shown as lines in FIG. 6 (for example: L) can in reality be designed as housing bores.
- recesses in the form of two annular grooves 20 and 21 or 22 and 23 are concentric in the end faces B1, B2 of the housing bores or (in another embodiment not shown here ) embedded in the controlling end faces of the valve pistons 16 and 17.
- FIG. 6 Another switching situation of the control device according to FIG. 6 is shown in FIG. Enlarged line widths indicate areas of the lines with increased fluid pressure.
- a throttle needle 24 is moved by a force into the mouth of a throttle bore 25.
- the small fluid flow flowing through a bore 26 to the throttle bore 25 is brought to a higher fluid pressure by the reduced flow cross-section between the throttle needle 24 and the mouth of the throttle bore 25.
- the system pressure With increasing immersion depth of the throttle needle 24 into the mouth of the throttle bore 25, the system pressure ultimately increases, that is to say the fluid pressure in a space 30. This pressure is transferred to the pressure chamber A via the restriction D1.
- a left throttle needle 24a is pushed into the mouth of a throttle bore 25a in FIG. 6, the small fluid flow flowing through a bore 28 to the throttle bore 25a is brought to a higher fluid pressure by reducing the flow cross-section between throttle needle 24a and the mouth of the throttle bore 25a.
- the system pressure ie the fluid pressure in an annular space 40 and in space 30, increases. This pressure is transferred to the pressure chamber B via the throttle point D2 and the annular groove 22.
- the bores 26, 28 serve the so-called pilot control, which is known per se.
- the two valve pistons 16 and 17 with their controlling end faces S1, S2 can also be pressed against the end faces of the housing bores facing them without the effect of the valve pilot control described above. The actuation force required for this can then be applied mechanically, electrically or pneumatically.
- valve piston 16 If the valve piston 16 is activated in the other actuation case, the same happens with the valve piston 17, which is then not activated, and is pressed to the right against its end-face contact surface 39 by the system pressure in such a way that the mouth of the bore 26 is closed with the effect described above.
- the spaces 36 and 38 are connected to the fluid pump P between the rear (that is to say non-controlling) end faces of the valve pistons 16a and 17a and the contact surfaces 27 and 39 via connecting lines 32 and 33.
- the valve pistons 16a and 17a are each designed with an annular collar (ring rib) 35 and 34, which in the exemplary case of the valve piston 16a being in contact with the contact surface 27 results in a clear hydraulic separation between the spaces 36 and 37 and thus in the in FIG Figure 8 illustrated switching situation closes the fluid inlet from space 36 via space 37 to the throttle bore 31. As in the version of the pilot control described above, this avoids an unnecessary leakage of fluid.
- Control device which can be used in a hydraulic bridge circuit, the four throttling points of which are designed as four seat valve modules and the two modules which cooperate in the bridge circuit and are diagonally opposite one another are spatially combined.
- a controlling end face S ⁇ , S2 of two drum-shaped and axially movable in two housing bores Valve piston 16, 17 two concentric annular grooves 20, 21 and 22, 23 embedded with a sealing element 18, 19 arranged concentrically therebetween, whereby two annular throttle gaps of small and variable height are located between this end face S1 or S2 on the valve piston side and the end face facing the housing bore result that act as the aforementioned spatially combined modules.
- valve pistons can be moved using a so-called valve pilot control principle or by applying external forces.
- the two concentric ring grooves can also each be embedded in the end face on the housing bore side.
- valve piston moves according to the pilot control principle
- the fluid is supplied to the pilot control through a bore 28 or 26 in the valve piston 16 or 17 or via a separate line .
- 32 and 33 are supplied, the orifices of which are arranged on the rear end face of the valve pistons in such a way that they are closed by abutment of the valve pistons on an abutment surface 27 which limits the movement, in order to avoid unnecessary leakage fluid flows when the valve piston which is not currently activated by increased Fluid pressure is pressed against this contact surface.
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Abstract
Steuereinrichtung, die in einer hydraulischen Brückenschaltung einsetzbar ist, wobei die einander diagonal gegenüberliegenden Drosselstellen jeweils räumlich zusammengefasst sind. Dazu sind in jeweils einer Stirnfläche von zwei Ventilkolben (16, 17) zwei konzentrische Ringnuten (20, 21; 22, 23) mit einem dazwischen konzentrisch angeordneten Dichtelement (18, 19) eingelassen, wodurch sich jeweils zwischen dieser ventilkolbenseitigen Stirnfläche (S1, S2) und der gehäusebohrungsseitigen Stirnfläche zwei kreisringförmige Drosselspalte ergeben, die als räumlich zusammengefasste Module wirken. Die Bewegung der Ventilkolben kann über ein sogenanntes Ventilvorsteuerungsprinzip oder durch Aufbringen von Kräften von außen erfolgen. Erfolgt die Bewegung der Ventilkolben nach dem Vorsteuerungsprinzip, dann wird der Vorsteuerung das Fluid durch eine Bohrung (28; 26) im Ventilkolben zugeführt, deren Mündung auf der rückwärtigen Stirnfläche der Ventilkolben so angeordnet ist, dass sie durch Anlage an eine die Bewegung begrenzende Anlagefläche (27) verschlossen wird, um unnötigen Leckfluidstrom zu vermeiden, wenn der momentan nicht aktivierte Ventilkolben durch erhöhten Fluiddruck gegen diese Anlagefläche gedrückt wird.
Description
Steuereinrichtung
Wie in Figur 1 schematisch dargestellt, arbeitet eine hydraulische Steuereinrichtung zur Ansteuerung zweier Druckräume A und B eines hydraulischen Motors in Form eines Arbeitszylinders nach dem Prinzip einer hydraulischen Brückenschaltung. Eine Fluidpumpe P fördert Fluid über Drosselstellen Q1 , D2, D3 und D4 zu einem Tank T. Die Drosselstellen bilden für das Fluid Durchlässe, deren Durchströmquerschnitte variabel sind.
'Die Drosselstellen D1, D2, D3 und D4 arbeiten paarweise zusammen, nämlich D1 mit D3 und D2 mit D4. Wird zum Beispiel der Durchströmquerschnitt von D1 und D3 vermindert, so erhöht sich der Durchströmwiderstand des Fluids, was sich bei konstantem, von der Fluidpumpe P gefördertem Fluidstrom durch einen erhöhten Fluiddruck bemerkbar macht. Diese Situation zeigt Figur 2. Dort ist der erhöhte Fluiddruck durch vergrößerte Strichstärke der Leitungen dargestellt. Über eine Verbindungsleitung 1 wird der erhöhte Fluiddruck dem Druckraum B des Arbeitszylinders mitgeteilt. An einem Kolben K eines Arbeitszylinders entsteht eine Druckkraft F1, die den Kolben K nach links bewegt.
Soll der Kolben K nach rechts bewegt werden, so wird der Durchströmquerschnitt der Drosselstellen D2 und D4 vermindert. Diese Situation ist in Figur 3 dargestellt. In der Folge stellt sich in dem Bereich, der durch vergrößerte Strichstärke gekennzeichnet ist, ein erhöhter Fluiddruck ein. Die dadurch entstehende Druckkraft F2 bewegt den Kolben K nach rechts.
Dem Stand der Technik entsprechen zwei Ausführungsvarianten der beschriebenen Steuereinrichtung:
Erste Variante:
Beim Schieber-Hülse System wird ein mit Schieber bezeichneter Teil mit kreisrundem Querschnitt in einem mit Hülse bezeichneten Teil mit kreisförmigem, innerem Rohrquerschnitt axial oder tangential aus einer definierten Neutralstellung heraus hin- und herbewegt. Am äußeren Umfang des Schiebers und/oder am inneren Umfang der Hülse angebrachte Ausnehmungen lassen infolge der Schieberbewegung definierte Spalte als Drosselstellen D1 , D2, D3 und D4 einer hydraulischen Brückenschaltung entstehen.
Zweite Variante:
Sie arbeitet mit sogenannten Sitzventilen als Drosselstellen. Eine derartige Steuereinrichtung kann sich aus vier Modulen M1 , M2, M3 und M4 zusammensetzen, die jeweils die Funktion der Drosselstellen D1 , D2, D3 und D4 einer hydraulischen Brückenschaltung übernehmen. Die vier Module können baugleich ausgeführt werden. Eines dieser Module ist prinzipiell in Figur 4 dargestellt. Es weist in einem Gehäuse 4 eine Gehäusebohrung auf, in der ein Ventilkolben 5 axial verschiebbar angeordnet ist. Eine Kolbendichtung S unterteilt die Gehäusebohrung in Teilräume, in denen unterschiedliche Drücke herrschen können.
Die Funktion ist folgende: In Neutralstellung strömt Fluid durch einen Einlass 2 ein und strömt durch einen Scheibenringspalt 3 zwischen dem Gehäuse 4 und dem druckfederbelasteten Ventilkolben 5 und verlässt das Modul durch eine Abflussöffnung 6. Aufgrund des Strömungswiderstands des als Drosselstelle wirkenden Scheibenringspaltes 3 ergibt sich im Raum 8 ein etwas höherer Fluiddruck als im Ringraum 7.
Ein geringer Fluidstrom strömt durch eine Bohrung 9 in einen Raum 10 und durch eine Bohrung 11 in einen Raum 12 und von dort über eine Öffnung 13 in den Tank T (Figur 1 ) zurück.
Wird nach Figur 5 eine Drosselnadel 14 durch eine Kraft nach unten in die Bohrung 11 bewegt, so erhöht sich der Durchlaufwiderstand der zwischen der Mündung der Bohrung 11 und der Drosselnadel 14 bestehenden Öffnung, wodurch sich der Fluiddruck in Bohrung 11 und im Raum 10 erhöht. Die auf die obere Stirnfläche des Ventilkolbens 5 wirkende Druckkraft bewegt den Ventilkolben so weit nach unten, bis sich ein Gleichgewicht mit der auf die untere Stirnseite wirkenden Druckkraft eingestellt hat. Über die Eintauchtiefe der Drosselnadel 14 in die Bohrung 11 kann auf diese Weise der Fluiddruck im Einlass 2 gesteuert werden, wobei dieser Fluiddruck proportional zu der an der Drosselnadel 14 aufzuwendenden Kraft ist.
Dem Stand der Technik entsprechen Steuereinrichtungen, bei denen jede der Drosselstellen D1 , D2, D3 und D4 einer hydraulischen Brückenschaltung durch eines der baugleichen Module M1 , M2, M3 und M4 ersetzt ist.
Eine Steuereinrichtung mit modularem Aufbau ist z.B. aus der
DE 100 06 141 A1 bekannt. Dort wird zu gesteuerten Drosselung des Volumenstroms des hydraulischen Druckmedium ein zweiseitiger, symmetrischer Aufbau vorgeschlagen, bei dem je ein aktiv gesteuertes Ventil (siehe "48" in dortiger Figur) in Wirkverbindung mit je einem passiven Ventil ("49") steht. Die Konstruktion ist sehr kompakt aufgebaut und hat u.a. den Vorteil, dass der Fertigungs- und Montageaufwand erheblich reduziert wird. Der Aufbau ist jedoch nicht vollsymmetrisch, da die aktiven Ventile komplexer aufgebaut sind als die passiven Ventile. Dies ist deshalb erforderlich, weil jedes aktive Ventil gleichzeitig das ihm zugeordnete passive Ventil steuern muss.
Aus der DE 196 01 662 A1 ist eine als Servoventil bezeichnete
Steuereinrichtung bekannt, die zwei baugleiche Module hat. Diese werden dort als "Teilventile" oder auch "Kartuschen 4 und 5" bezeichnet (siehe dortige Beschreibung Spalte 1 , Zeilen 50 ff. sowie Figur 3). Jede der
Kartuschen umfasst zwei Drosseln 1 und 2a bzw. 1a und 2, die Teil einer hydraulischen Brückenschaltung sind (Figuren 1 und 2). Die Konstruktion hat u.a. den Vorteil, dass sowohl Kartuschen mit offener Mitte als auch Kartuschen mit geschlossener Mitte verwendet werden können (siehe Spalte 2, Zeilen 65 ff.). Die jeweils gleichsinnig gesteuerten Drosselstellen, wie z.B. die Drosseln 1 und -1a (s. Fig. 1 und 2), befinden sich jedoch räumlich getrennt voneinander in jeweils einem der Teilventile (Kartusche 4 bzw. 5 in Fig. 3). Somit erfordert die Konstruktion eine möglichst präzise symmetrische Ventilsteuerung zu beiden Seiten hin, damit die Brückenschaltung optimal wirken kann.
Die DE 42 38 331 A1 beschreibt ein Sen/oventil, bei dem ein Ventilschieber mit senkrechten Stirnflächen vorgesehen ist, in welche Dichtelemente (siehe dortige Spalte 1 , Zeilen 34 ff. und "Nutringe 3a und 3b" in der Figur) eingelassen sind. Diese Dichtelemente dichten gegen das Gehäuse ab. Hinsichtlich der Konstruktion von Drosselstellen wird dort nichts Näheres beschrieben. Die Beschreibung für den Aufbau einer hydraulischen Brücke fehlt dort gänzlich.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Steuereinrichtung mit Drosselstellen konstruktiv zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch die Erfindung wird der Aufbau einer Steuereinrichtung vereinfacht, die wenigstens zwei gleichsinnig steuerbare Drosselstellen aufweist, indem die funktionell miteinander arbeitenden Drosselstellen, also D1 mit D3 und/oder D2 mit D4, zu einer räumlichen und funktioneilen Einheit zusammengefasst werden. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den weiteren Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
Figur 6: Eine prinzipielle Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung in einer ersten Schaltsituation, Figur 7: eine zweite Schaltsituation, Figur 8: eine abgewandelte Steuereinrichtung,
Eine Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Bauweise stellt Figur 6 dar. Die Module M1 und M3 der vorangegangenen Figuren sind zum Modul M5 und die Module M2 und M4 sind zum Modul M6 zusammengefasst. Es ergeben sich die in Figur 6 dargestellten Drosselstellen D1 , D2, D3 und D4 einer hydraulischen Brückenschaltung als kreisförmige Scheibenringspalte von geringer und variabler Höhe zwischen einem Gehäuse 15 und steuernden Stirnflächen S1 und S2 von Ventilkolben 16 und 17. Die ständige hydraulische Trennung zwischen den Drosselstellen D1 und D3 bzw. D4 und D2 wird durch jeweils ein konzentrisch zwischen den jeweils zwei Scheibenringspalten einer steuernden Stirnfläche eingelassenes, elastisches Dichtelement 18 bzw. 19 bewirkt. In Figur 6 als Striche dargestellte Leitungen (z. B.: L) können in Wirklichkeit als Gehäusebohrungen ausgeführt sein. Um die scheibenrihgförmigen Drosselstellen zu bilden und um das Fluid zu- und abzuführen, sind jeweils Ausnehmungen in Gestalt von zwei Ringnuten 20 und 21 bzw. 22 und 23 konzentrisch in den Stirnflächen B1 , B2 der Gehäusebohrungen bzw. (in einer anderen hier nicht dargestellten Ausführung) in den steuernden Stirnflächen der Ventilkolben 16 und 17 eingelassen.
In Figur 7 ist eine andere Schaltsituation der Steuereinrichtung nach Figur 6 dargestellt. Vergrößerte Strichstärken geben Bereiche der Leitungen mit erhöhtem Fluiddruck an. Eine Drosselnadel 24 wird durch eine Kraft in die Mündung einer Drosselbohrung 25 bewegt. Der über eine Bohrung 26 zur Drosselbohrung 25 strömende geringe Fluidstrom wird durch den verringerten Durchströmquerschnitt zwischen Drosselnädel 24 und Mündung der Drosselbohrung 25 auf einen höheren Fluiddruck gebracht.
Es ergibt sich ein Gleichgewicht der auf die rechte (nicht steuernde) und linke (steuernde) Stirnfläche S2 des Ventilkolbens 17 wirkenden Druckkräfte. Aufgrund der kleineren druckbeaufschlagten Fläche auf der linken Stirnfläche des Ventilkolbens 17 muss dabei der links wirkende . Fluiddruck etwas höher sein als der auf der rechten, größeren druckbeaufschlagten Stirnfläche des Ventilkolbens 17. Mit zunehmender Eintauchtiefe der Drosselnadel 24 in die Mündung der Drosselbohrung 25 nimmt letzten Endes der Systemdruck, also der Fluiddruck in einem Raum 30 zu. Dieser Druck überträgt sich über die Drosselstelle D1 auf den Druckraum A.
Wird in Figur 6 eine linke Drosselnadel 24a in die Mündung einer Drosselbohrung 25a geschoben, so wird der über eine Bohrung 28 zur Drosselbohrung 25a strömende geringe Fluidstrom durch Verringerung des Durchströmquerschnittes zwischen Drosselnadel 24a und Mündung der Drosselbohrung 25a auf einen höheren Fluiddruck gebracht. Mit zunehmender Eintauchtiefe der Drosseinadel 24a in die Mündung der Drosselbohrung 25a nimmt der Systemdruck, also der Fluiddruck in einem Ringraum 40 und im Raum 30 zu. Dieser Druck überträgt sich über die Drosselstelle D2 und die Ringnut 22 auf den Druckraum B.
Die Bohrungen 26, 28 dienen der so genannten Vorsteuerung, die an sich bekannt ist. Bei einer anderen Ausführungsform können die beiden Ventilkolben 16 und 17 mit ihren steuernden Stirnflächen S1 , S2 auch ohne den Effekt der oben beschriebenen Ventilvorsteuerung gegen die ihnen zugewandten Stirnflächen der Gehäusebohrungen gedrückt werden. Die hierzu erforderliche Betätigungskraft kann dann mechanisch, elektrisch oder pneumatisch aufgebracht werden. Bei der vorgesteuerten und oben beschriebenen Version wird, wie in Figur 7 dargestellt (also bei der geringst möglichen Drosselung durch die Drosselstellen D1, D3), der nicht aktivierte, also nicht angesteuerte Ventilkolben 16 mit seiner linken, rückseitigen Stirnfläche gegen eine
Anlagefläche 27 gedrückt. Dadurch wird hier die Mündung der Bohrung 28 verschlossen. Das hat den Vorteil, dass das Fluid bei erhöhtem Fluiddruck nicht durch die Bohrung 28, die Drosselbohrung 25a und über die Leitung 29 in den Tank T zurückfließt: Dadurch wird ein unnötiger Leckfluidverlust vermieden. Wird im anderen Ansteuerungsfall der Ventilkolben 16 aktiviert, so geschieht Entsprechendes mit dem dann nicht aktivierten Ventilkolben 17, der durch den Systemdruck so nach rechts gegen seine stirnseitige Anlagefläche 39 gedrückt wird, dass hier mit dem oben beschriebenen Effekt die Mündung der Bohrung 26 verschlossen wird.
Bei einer anderen Ausgestaltung der Vorsteuerung der Steuereinrichtung nach Figur 8 sind die Räume 36 und 38 zwischen den hinteren (das heißt nicht steuernden) Stirnflächen der Ventilkolben 16a und 17a und den Anlageflächen 27 und 39 über Verbindungsleitungen 32 und 33 mit der Fluidpumpe P verbunden. Des Weiteren sind die Ventilkolben 16a und 17a jeweils mit einem ringförmigen Bund (Ringrippe) 35 und 34 ausgeführt, der im exemplarischen Falle der Anlage des Ventilkolbens 16a an der Anlagefläche 27 eine eindeutige hydraulische Trennung zwischen den Räumen 36 und 37 ergibt und somit in der in Figur 8 dargestellten Schaltsituation den Fluidzulauf vom Raum 36 über den Raum 37 zur Drosselbohrung 31 verschließt. Dadurch wird wie in der weiter oben beschriebenen Version der Vorsteuerung ein unnötiger Leckfluidverlust vermieden.
Zusammengefasst lässt sich eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung folgendermaßen beschreiben:
Steuereinrichtung, die in einer hydraulischen Brückenschaltung einsetzbar ist, wobei deren vier Drosselstellen als vier Sitzventilmodule ausgeführt sind und die jeweils zwei in der Brückenschaltung zusammenarbeitenden und einander diagonal gegenüberliegenden Module räumlich zusammengefasst sind. Dazu sind in jeweils einer steuernden Stirnfläche Sϊ , S2 von zwei trommeiförmigen und in zwei Gehäusebohrungen axial beweglichen
Ventilkolben 16, 17 zwei konzentrische Ringnuten 20, 21 bzw. 22, 23 mit einem dazwischen konzentrisch angeordneten Dichtelement 18, 19 eingelassen, wodurch sich jeweils zwischen dieser ventilkolbenseitigen Stirnfläche S1 bzw. S2 und der ihr zugewandten gehäusebohrungsseitigen Stirnfläche zwei kreisringförmige Drosselspalte geringer und variabler Höhe ergeben, die als die genannten räumlich zusammengefassten Module wirken.
Die Bewegung der Ventilkolben kann über ein sogenanntes Ventilvorsteuerungsprinzip oder durch Aufbringen von Kräften von außen erfolgen. In einer wahlweisen Ausführung können die zwei konzentrischen ' Ringnuten auch jeweils in der gehäusebohrungsseitigen Stirnfläche eingelassen sein.
Erfolgt die Bewegung .der Ventilkolben nach dem Vorsteuerungsprinzip, dann wird der Vorsteuerung das Fluid durch eine Bohrung 28 bzw. 26 in den Ventilkolben 16 bzw. 17 oder jeweils über eine gesonderte Leitung.32 bzw. 33 zugeführt, deren Mündungen auf der rückwärtigen Stirnfläche der Ventilkolben so angeordnet sind, dass sie durch Anlage der Ventilkolben an jeweils eine die Bewegung begrenzende Anlagefläche 27 verschlossen werden, um unnötige Leckfluidströme zu vermeiden, wenn der jeweils momentan nicht aktivierte Ventilkolben durch erhöhten Fluiddruck gegen diese Anlagefläche gedrückt wird.
Claims
, 1. Steuereinrichtung mit zwei gleichsinnig steuerbaren, hydraulischen Drosselstellen (D1, D3) und einem Ventilkolben
(16) in einer Gehäusebohrung, der in der Axialrichtung der Gehäusebohrung verschiebbar angeordnet ist und einen ersten . Raum von einem zweiten Raum trennt, wobei der Ventilkolben die erste der Drosselstellen (D1) steuert, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- die erste der beiden Stirnflächen des Ventilkolbens (16) ist als steuernde Stirnfläche (S1) ausgebildet
- die erste Stirnfläche (S1) und/oder die ihr zugewandte Stirnfläche (B1) der Gehäusebohrung weist ein ringförmiges Dichtelement (18) auf, das eine innere Teilfläche der ersten
Stirnfläche (S1) von einer äußeren Teilfläche trennt,
- die äußere Teilfläche begrenzt die erste (D1) der Drosselstellen, die mit dem ersten Raum verbunden ist,
- ' die innere Teilfläche begrenzt die zweite Drosselstelle (D3), - die Steuereinrichtung ist Teil einer hydraulischen
Brückenschaltung.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in die steuernde Stirnfläche (S1) des Ventilkolbens (16) und
/ oder in die zugewandte Stirnfläche (B1) der Gehäusebohrung zwei Ausnehmungen (20, 21) für die Druckbeaufschlagung durch ein Fluid eingelassen sind, zwischen denen sich das
Dichtelement (18) befindet, und dass sich angrenzend an die steuernde Stirnfläche (S1) scheibenringförmige Spalte geringer und variabler Höhe befinden, die als Drosselstellen (D1 , D3) dienen.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (20, 21; 22, 23) konzentrische, ringförmige Nuten sind.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden in der hydraulischen Brückenschaltung einander diagonal gegenüberliegenden und gleichsinnig zusammenarbeitenden Drosselstellen sich jeweils zwischen einem gemeinsamen Ventilkolben (16, 17) und der zugewandten Stirnfläche (B1) der Gehäusebohrung befinden.
5. Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Ventilkolben (16, 17) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 4 in einem gemeinsamen Gehäuse (15) vereinigt sind.
6. Steuereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (16) auf seiner der steuernden Stirnfläche (S1) gegenüber liegenden Stirnfläche so in Form einer sogenannten Vorsteuerung mit einem Teil des Fluiddrucks einer Fluidpumpe (P) beaufschlagbar ist, dass der Ventilkolben (16) mit seiner steuernden Stirnfläche (S1) gegen die zugewandte Stirnfläche (B1) der Gehäusebohrung gedrückt wird.
7. Steuereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (16) durch eine von außen aufbringbare mechanische, elektrische, hydraulische oder pneumatische Kraft mit seiner steuernden Stirnfläche (S1) gegen die zugewandte Stirnfläche (B1) der Gehäusbohrung drückbar ist.
8. Steuereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Ventilkolben (16; 17) eine Bohrung (26, 28) eingebracht ist, die den zwischen der steuernden Stirnfläche (S1 ; S2) des Ventilkolbens und dem
Gehäuse (15) vorgesehenen Raum für zulaufendes Fluid mit der rückwärtigen und nicht steuernden Stirnfläche des Ventilkolbens so verbindet, dass die hier vorgesehene Mündung dieser Bohrung (26, 28) dann verschlossen wird, wenn der Ventilkolben (16; 17) mit seiner nicht steuernden Stirnfläche gegen eine dort vorgesehene Anlagefläche (27) gedrückt wird.
9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (36) zwischen einem Teil der nicht steuernden Stirnfläche des Ventilkolbens (16; 17) und einer zugewandten Anlagefläche (27) mit der Fluidpumpe (P) verbunden ist und der genannte Teil durch einen erhabenen, ringförmigen Bund (35) auf der nicht steuernden Stirnfläche oder auf der Anlagefläche (27) begrenzt ist, wenn der Bund an der
Anlagefläche dichtend anliegt.
10. Steuereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (35) im Wesentlichen konzentrisch zur Längsachse des Ventilkolbens (16; 17) angeordnet ist.
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