EP1511940B1 - Steuereinrichtung - Google Patents

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Publication number
EP1511940B1
EP1511940B1 EP03810425A EP03810425A EP1511940B1 EP 1511940 B1 EP1511940 B1 EP 1511940B1 EP 03810425 A EP03810425 A EP 03810425A EP 03810425 A EP03810425 A EP 03810425A EP 1511940 B1 EP1511940 B1 EP 1511940B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
face
control device
valve piston
bore
controlling
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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP03810425A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1511940A1 (de
Inventor
JÖrg Linser
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 Automotive Steering GmbH
Original Assignee
ZF Lenksysteme 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 ZF Lenksysteme GmbH filed Critical ZF Lenksysteme GmbH
Publication of EP1511940A1 publication Critical patent/EP1511940A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1511940B1 publication Critical patent/EP1511940B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • 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 chambers A and B of a hydraulic motor in the form of a working cylinder according to the principle of a hydraulic bridge circuit operates.
  • a fluid pump P conveys fluid via throttle points D1, D2, D3 and D4 to a tank T.
  • the throttle points form for the fluid passages whose Naturalströmqueritese are variable.
  • the throttle points D1, D2, D3 and D4 work 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 manifested by an increased fluid pressure with a constant fluid flow conveyed by the fluid pump P. This situation is shown in FIG. 2. There, the increased fluid pressure is represented by the increased line thickness of the lines. Via a connecting line 1, the increased fluid pressure is communicated to the pressure chamber B of the working cylinder. On a piston K of a working cylinder creates a pressure force F1, which moves the piston K to the left.
  • slider-sleeve system called a slider part with a circular cross-section in a designated sleeve part with a circular, inner tube cross-section axially or tangentially back and forth from a defined neutral position.
  • throttling points D1, D2, D3 and D4 of a hydraulic bridge circuit arise.
  • Such a control device can be composed of four modules M1, M2, M3 and M4, each of which assumes the function of the throttle points D1, D2, D3 and D4 of a hydraulic bridge circuit.
  • the four modules can be designed identical.
  • One of these modules is shown in principle in FIG. It has a housing bore in a housing 4, in which a valve piston 5 is arranged axially displaceable
  • a piston seal S divides the housing bore into subspaces in which different pressures can prevail.
  • a small fluid stream flows through a bore 9 in a space 10 and through a bore 11 in one. Room 12 and from there via an opening 13 in the tank T ( Figure 1) back.
  • the prior art correspond to control devices in which each of the throttle points D1, D2, D3 and D4 of a hydraulic bridge circuit is replaced by one of the identical modules M1, M2, M3 and M4.
  • a controller of modular construction is e.g. from DE 100 06 141 A1 Industrial.DDort to controlled throttling of the flow rate of the hydraulic pressure medium, a two-sided, symmetrical structure is proposed, in each of which an actively controlled valve (see “48” in the figure there) in operative connection with a passive valve ("49") stands.
  • the construction is very compact and has u.a. the advantage that the manufacturing and assembly costs are significantly reduced.
  • the structure is not completely symmetrical because the active valves are more complex than the passive valves. This is necessary because each active valve must simultaneously control its associated passive valve.
  • a control device known as a servo valve which has two identical modules. These are referred to there as “part valves” or “cartridges 4 and 5" (see description there column 1, lines 50 ff. And Figure 3).
  • Each of the Cartridges comprise two throttles 1 and 2a or 1a and 2, which are part of a hydraulic bridge circuit ( Figures 1 and 2).
  • the design has, among other things: 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 throttling points controlled in the same direction in each case, such as the throttles 1 and 1a (see FIGS. 1 and 2), are spatially separated from one another in each case in one of the part valves (cartridge 4 or 5 in FIG. 3).
  • the design requires a precise symmetrical valve control on both sides, so that the bridge circuit can work optimally.
  • the invention simplifies the construction of a control device which has at least two throttle points controllable in the same direction by combining the functionally interacting throttle points, ie D1 with D3 and / or D2 with D4, to form a spatial and functional unit.
  • a control device which has at least two throttle points controllable in the same direction by combining the functionally interacting throttle points, ie D1 with D3 and / or D2 with D4, to form a spatial and functional unit.
  • FIG. 6 shows a control device of the construction according to the invention.
  • the modules M1 and M3 of the preceding figures are to 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 circular disc ring gaps of small and variable height between a housing 15 and controlling end faces S1 and S2 of plunger 16 and 17.
  • the continuous hydraulic separation between the throttle points D1 and D3 or D4 and D2 is effected in each case by an elastic sealing element 18 or 19, which is embedded concentrically between the respective two disc-ring gaps of a controlling end face.
  • lines shown as dashes eg: L
  • FIG. 7 shows another switching situation of the control device according to FIG. 6.
  • Increased line weights indicate areas of the lines with increased fluid pressure.
  • a throttle needle 24 is moved by a force in the mouth of a throttle bore 25.
  • the low 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 throttle needle 24 and mouth of the throttle bore 25.
  • a left throttling 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 throttling needle 24a and mouth of the throttle bore 25a.
  • the system pressure With increasing immersion depth of the Drosea needle 24a in the mouth of the throttle bore 25a, the system pressure, so the fluid pressure in an annular space 40 and in the space 30 increases. This pressure is transmitted via the throttle point D2 and the annular groove 22 to the pressure chamber B.
  • 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 pressed without the effect of the valve pilot control described above against the facing end surfaces of the housing bores become.
  • the actuating force required for this purpose can then be applied mechanically, electrically or pneumatically.
  • the non-activated, thus not controlled, valve piston 16 with its left, rear end face opposes one Contact surface 27 pressed.
  • the mouth of the bore 28 is closed here.
  • valve piston 16 is activated in the other actuation case, then the corresponding action takes place with the then non-activated valve piston 17, which is pressed by the system pressure to the right against its front-side abutment surface 39, that the mouth of the bore 26 is closed here with the effect described above.
  • valve pistons 16a and 17a are each provided with an annular collar (annular rib) 35 and 34, which in the exemplary case of the installation of the valve piston 16a on the contact surface 27 results in a clear hydraulic separation between the chambers 36 and 37 and thus in the in Figure 8 illustrated switching situation the fluid inlet from the space 36 via the space 37 to the throttle bore 31 closes.
  • annular collar annular rib
  • Control device which can be used in a hydraulic bridge circuit, wherein the four throttle points are designed as four seat valve modules and the two cooperating in the bridge circuit and diagonally opposite modules are spatially combined.
  • a controlling end face S1, 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 with a concentrically arranged therebetween sealing element 18, 19 is inserted, whereby in each case between this valve piston side end face S1 and S2 and facing her housing bore side face two annular throttle gaps low and variable height which act as the said spatially combined modules.
  • valve piston The movement of the valve piston can take place via a so-called valve precontrol principle or by applying forces from the outside.
  • the two concentric annular grooves can also be embedded in each case in the housing bore-side end face.
  • the pilot control fluid is supplied through a bore 28 or 26 in the valve piston 16 or 17 or via a separate line 32 and 33, the mouths on the rear end face of the valve piston so are arranged so that they are closed by conditioning the valve piston to a respective movement limiting contact surface 27 to avoid unnecessary leakage fluid flows when the currently not activated valve piston is pressed by increased fluid pressure against this contact surface.

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Description

  • 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 D1, 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 vollsymrnetrisch, 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 Servoventil, bei dem ein Ventilschieber mit senkreehten Stirnflächen vorgesehen ist, in weiche 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 fehft 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 funktionellen 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 Schattsituation,
    • 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 Veritilkolben 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 scheibenringförmigen 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 Gehäuseböhnrngen 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) Stirnflachen der Ventilkolben 16a und 17a und den Anlageflächen 27 und 39 über Verbindüngsleitungen 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 S1, S2 von zwei trommelförmigen 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 (10)

  1. Steuereinrichtung mit jeweils zwei gleichsinnig und gleichzeitig steuerbaren, hydraulischen Drosselstellen (D1, D3) und D2, D4) und zwei Ventilkolben (16, 17) in jeweils einer Gehäusebohrung mit folgenden Merkmalen:
    - die Ventilkolben (16, 17) sind in der Axialrichtung der Gehäusebohrung verschiebbar angeordnet und trennen jeweils einen ersten Raum von einem zweiten Raum,
    - die erste der beiden Stirnflächen eines jeden Ventilkolbens (16, 17) ist als steuernde Stirnfläche (S1, S2) ausgebildet,
    - die erste Stirnfläche (S1, S2) oder die ihr zugewandte Stirnfläche der Gehäusebohrung (B1, B2) weist ein ringförmiges Dichtelement (18, 19) auf, das eine innere Teilfläche der ersten Stirnfläche (S1, S2) von einer äußeren Teilfläche trennt,
    - die äußere Teilfläche umfasst die erste der Drosselstellen (D1, D4), die mit dem ersten Raum verbunden ist,
    - die innere Teilfläche umfasst die zweite Drosselstelle (D2, D3) und
    - die Steuereinrichtung ist eine hydraulischen Brückenschaltung,
    gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    - in den Ventilkolben (16, 17) ist eine Bohrung (26, 28) eingebracht, die Bohrung verbindet den zwischen der steuernden Stirnfläche (S1, S2) des Ventilkolbens (16, 17) und dem Gehäuse (15) vorgesehenen Raum für zulaufendes Fluid mit der rückwärtigen und nicht steuernden Stirnfläche des Ventilkolbens (16, 17),
    - die hier vorgesehene Mündung dieser Bohrung (26, 28) wird dann verschlossen, wenn der Ventilkolben (16, 17) mit seiner nicht steuernden Stirnfläche gegen eine dort vorgesehene Anlagefläche (27, 39) gedrückt wird.
  2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die steuernde Stirnfläche (S1, S2) des Ventilkolbens (16, 17) oder in die zugewandte Stirnfläche (B1, B2) der Gehäusebohrung zwei Ausnehmungen (20, 21 und 22, 23) für die Druckbeaufschlagung durch ein Fluid eingelassen sind, zwischen denen sich das Dichtelement (18, 19) befindet und dass sich zwischen der steuernde Stirnfläche (S1, S2) und der gehäuseseitigen Anlagefläche (B1, B2) scheibenringförmige Spalte geringer und variabler Höhe befinden, die als hydraulische Drosselstellen (D1, D3, D2, D4) dienen.
  3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (20, 21 und 22, 23) konzentrische, ringförmige Nuten sind.
  4. Steuereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden in der hydraulischen Brückenschaltung einander diagonal gegenüberliegenden und gleichsinnig zusammenarbeitenden Drosselstellen (D1 und D3 oder D2 und D4), sich jeweils zwischen einem gemeinsamen Ventilkolben (16, 17) und der zugewandten Stirnfläche (B1, B2) der Gehäusebohrung befinden.
  5. Steuereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (16, 17) auf seiner der steuernden Stirnfläche (S1, S2) gegenüberliegenden Stirnfläche so in Form einer sogenannten Vorsteuerung mit einem Teil des Fluiddrucks einer Fluidpumpe (P) beaufschlagbar ist, dass der Ventilkolben (16, 17) mit seiner steuernden Stirnfläche (S1, S2) gegen die zugewandte Stirnfläche (B1, B2) der Gehäusebohrung gedrückt wird.
  6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (16, 17) durch eine von außen aufbringbare mechanische, elektrische, hydraulische oder pneumatische Kraft mit seiner steuernden Stirnfläche (S1, S2) gegen die zugewandte Stirnfläche (B1, B2) der Gehäusbohrung gedrückt wird.
  7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (36, 38) zwischen einem Teil der nicht steuernden Stirnfläche des Ventilkolbens (16, 17) und einer zugewandten Anlagefläche (27, 39) mit der Fluidpumpe (P) verbunden ist und der genannte Teil durch einen erhabenen Bund (34, 35) auf der nicht steuernden Stirnfläche oder auf der Anlagefläche (27, 39) dichtend anliegt und zwei Räume trennt, von denen der nicht mit der Pumpe direkt verbundene mit der hydraulischen Vorsteuerung verbunden ist.
  8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (34, 35) im Wesentlichen konzentrisch zur Längsachse des Ventilkolbens (16, 17) angeordnet ist.
  9. Steuereinrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zwei Ventilkolben (16, 17) in einem gemeinsamen Gehäuse (15) vereinigt sind.
  10. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zwei Ventilkolben (16, 17) jeweils getrennt in jeweils einem Gehäuse untergebracht sind.
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