LU88558A1 - Vorgesteuertes Servoventil - Google Patents

Description

VORGESTEUERTES SERVOVEIMTIL

Die Erfindung betrifft ein vorgesteuertes Servoventil mit vier Hauptstromanschlüssen.

Vorgesteuerte elektrohydraulische Servoventile in zwei- und mehrstufiger Ausführung mit vier Hauptstromanschlüssen werden, als 4-Wege-Ventile, zur Steuerung von Position, Geschwindigkeit und Kraft bei Zylindern für Linearbewegungen, respektiv - Position, Drehzahl und Drehmoment bei Hydromotoren für Drehbewegungen, eingesetzt.

4-Wege-Servoventile sind in der bekannten Bauform als

Plattenaufbauventile ausgeführt, das heißt sie weisen ein prismatisches Ventilgehäuse zum Aufbau auf eine Anschlußfläche eines Hydraulikblocks auf. Die vier Hauptstromanschlüsse des Ventils liegen in einer planaren Anschlußfläche des Ventilgehäuses und ihre Einmündungen in die Führungsbohrung eines Hauptsteuerkolbens sind symmetrisch ausgebildet. Steuerkammern sind in Endkappen angeordnet, die beidseitig am Ventilgehäuse angeflanscht sind. Diese Steuerkammern sind über Steuerbohrungen mit einem Vorsteuer-Servoventil verbunden. Die hydraulische Betätigung des symmetrischen Hauptsteuerkolbens erfolgt durch Druckbeaufschlagung seiner beiden Stirnflächen in den stirnseitigen Steuerkammern.

Die bekannten vorgesteuerten 4-Wege-Servoventile haben alle eine federzentrierte Ruhestellung. In den meisten Fallen erfolgt hierbei eine Mittenzentrierung des Hauptsteuerkolbens über zwei sich gegenüberliegende Rückstellfedern, die in den stirnseitigen Steuerkammern angeordnet sind und gegeneinander wirken. Es ist jedoch ebenfalls bekannt eine Mittenzentrierung durch eine einzelne Feder zu bewerkstelligen. Diese einzelne Feder ist dann in einer stirnseitigen Federkammer zwischen zwei Federtellern eingespannt. Eine Zugstange des Haupsteurkolbens ist axial verschiebbar durch die beiden Federteller geführt. Jedem Federteller ist auf dieser Zugstange ein axialer Endanschlag zugeordnet. In Ruhestellung des Ventils werden die Federteller durch die Feder gegen ihre Endanschläge an der Zugstange gedrückt. In dieser Stellung befinden sich die beiden Federteller ebenfalls in Gehäuseanschlag in der Federkammer. Der

Hauptsteuerkolben ist demnach durch die Feder in seiner sogenannten Mittenstellung festgelegt. Wird der Haupsteurkolbens aus der Mittenstellung in Richtung der Federkammer bewegt, wird die Feder durch den, der Stirnseite des Hauptsteuerkolbens gegenüberliegenden, ersten Federteller in der Federkammer zusammengedrückt, und übt auf den Hauptsteuerkolben eine Federkraft aus. Wird der Hauptsteuerkolben jedoch in die entgegengesetzte Richtung bewegt, wird die Feder durch die auf zweiten Federteller durch die Zugstange ausgeübte Zugkraft zusammengedrückt, und übt auf den Hauptsteuerkolben eine Federkraft in die andere Richtung aus.

Die bekannten vorgesteuerten 4-Wege-Servoventile mit Ventilgehäuse zum Aufbau auf eine Anschlußfläche eines Hydraulikblocks sind sehr platzaufwendig und erfordern komplizierte Bohrungen im Hydraulikblock für die vier Hauptstromanschlüsse.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein vorgesteuertes Servoventil zu schaffen, welches raumsparend in einen Hydraulikblock integriert werden kann und eine eindeutig festgelegte Mittenstellung aufweist, ohne dabei auf ein gutes dynamisches Verhalten des Servoventils verzichten zu müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch vorgesteuertes Servoventil nach Anspruch 1 gelost.

Das erfindungsgemäße vorgesteuerte 4-Wege-Servoventil weist eine Steuerhülse auf die direkt in eine Stufenbohrung eines Hydraulikblocks montierbar ist. Diese Steuerhülse umfaßt Einmündungen für einen ersten, zweiten und dritten seitlichen Arbeitsanschluß im Hydraulikblock. Die Einmündung in die Steuerhülse für den vierten Hauptstromanschluß ist dagegen derart am Stirnende der Steuerhülse angeordnet, daß dieser vierte Hauptstromanschluß axial in die Steuerhülse einmündet. Der Hydraulikblock, in den die Steuerhülse eingesetzt wird, weist dann drei seitliche Blockbohrungen für den ersten, zweiten und dritten Hauptstromanschluß auf. Betreffend die Anordnung der Blockbohrung für den vierten Hauptstromanschluß besteht jedoch größtmögliche Freiheit. Diese Blockbohrung für den vierten Hauptstromanschluß kann zum Beispiel unmittelbar in axialer Verlängerung der Stufenbohrung für die Steuerhülse ausgeführt sein, was bei herkömmlichen vorgesteuerten Servoventilen mit mehr als zwei Hauptanschlüssen bis jetzt nicht möglich ist.

Brückenbildungen im Hydraulikblock zwischen einzelnen Hauptstromanschlüssen sind ebenfalls nicht mehr erfordert. Mit dem erfindungsgemäßen Servoventil wird somit eine weitaus kompaktere Bauweise der Steuerblöcke erreicht, als dies bei herkömmlichen Servoventilen der Fall ist. Auch in komplexeren hydraulischen Steuerungen kann das erfindungsgemäße Servoventil zusammen mit diversen zusätzlichen Ventilen, zum Beispiel 2-Wege-Einbauventilen, in einen Hydraulikblock raumsparend integriert werden. Ein direkter Einbau in den Zylinderdeckel von größeren Zylindern ist ebenfalls möglich.

Der Hauptsteuerkolben des erfindungsgemäßen Ventils ist axial verschiebbar in der Steuerhülse angeordnet. Eine der beiden

Kolbenstirnflächen des Hauptsteuerkolbens liegt dem vierten axialen Arbeitsanschluß axial gegenüber. Die zweite Kolbenstirnfläche des Hauptsteuerkolbens bildet in einer Federkammer in Verlängerung der Steuerhülse eine, der ersten Kolbenstirnflache hydrostatisch entgegenwirkende, Druckausgleichfläche des Kolbens aus. Die Federkammer ist durch einen Druckentlastungskanal im Hauptsteuerkolben mit dem vierten Hauptstromanschluß hydraulisch verbunden. Dieser Druckentlastungskanal verbindet ebenfalls eine Hilfsanschlußkammer mit dem vierten Hauptstromanschluß. Eine Rückstellfeder ist in der Federkammer derart eingespannt und mit dem Hauptsteuerkolben über Federteller in Eingriff, daß sie in beiden Hubrichtungen des Kolbens der hydraulischen Stellkraft in den Steuerkammern eine zum Kolbenhub proportionale Federkraft entgegensetzt und für den Hauptsteuerkolben bei drucklosen Steuerkammern eine druckzentrierte Mittenstellung definiert. Ein Vorsteuerventil mit Regler ist hydraulisch mit den beiden Steuerkammern verbunden. Ein Positionsaufnehmer des Hauptsteuerkolbens liefert ein Rückführungssignal für den Regler des Vorsteuerventils.

Beim erfindungsgemäßen Ventil wird die unsymmetrische hydrostatische Belastung des Hauptsteuerkolben durch entsprechende Dimensionierung der Druckausgleichsfläche des Hauptsteuerkolbens kompensiert. Durch diese hydrostatische Kompensation werden die erforderlichen Betätigungskräfte für den Hauptsteuerkolben verringert, wodurch die Betätigungsflächen in den Steuerkammern kleiner ausgelegt werden können. Es ergeben sich somit kleinere Steuerölvolumina, das heißt, daß bei gleich großem Vorsteuerventil kürzere Stellzeiten erzielt werden. Diese hydrostatische Kompensation für den Hauptsteuerkolben ermöglicht ebenfalls den problemlosen Einsatz einer einseitigen Rückstellfeder für die Federzentrierung des Hauptsteuerkolbens in beide Hubrichtungen. Hierdurch wird bei gleichem Signal für jede Hubrichtung eine gleiche Auslenkung gewährleistet. Weiterhin ist durch die mechanisch unmittelbar auf den Hauptsteuerkolben wirkende Rückstellfeder, die Mittenstellung des Hauptsteuerkolbens zuverlässig festgelegt.

Die Anschlüsse des Servoventils werden vorzugsweise wie folgt belegt: der erste Hauptstromanschluß wird hydraulisch mit einer ersten Verdrängerkammer eines Verbrauchers verbunden und bildet somit einen ersten Arbeitsanschluß (A), der zweite Hauptstromanschluß wird hydraulisch mit einem Tank verbunden und bildet somit einen Tankanschluß (T), der dritte Hauptstromanschluß wird hydraulisch mit einer zweiten Verdrängerkammer eines Verbrauchers verbunden und bildet somit einen zweiten Arbeitsanschluß (B), der vierte Hauptstromanschluß wird hydraulisch mit einer Pumpe verbunden und bildet somit einen Pumpenanschluß (P).

Bei dieser Ausführung kann der Pumpenanschluß (P) axial in die Steuerhülse eingeführt werden; der Tankanschluß (T) befindet sich zwischen dem ersten und zweiten Arbeitsanschluß. Andere Belegungen der Hauptstromanschlüsse sind jedoch ebenfalls möglich, ohne auf die wesentlichsten Vorteile des erfindungsgemäßen Servoventils zu verzichten.

Es bleibt anzumerken, daß allgemein unter Pumpe eine hydraulische Druckquelle, unter Tank ein Gefäß oder eine Leitung ohne wesentlichen Gegendruck und unter Verbraucher ein hydraulischer Verbraucher mit zwei Verdrängerkammern (zum Beispiel ein Rotations- oder Linearantrieb) verstanden wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Servoventils nehmen bei federzentrierter Mittenstellung des Hauptsteuerkolbens die Steuerkanten folgende Position ein: die erste axiale hydraulische Verbindung ist durch die erste

Steuerkante verschlossen, die zweite axiale hydraulische Verbindung ist freigegeben, die dritte axiale hydraulische Verbindung ist freigegeben, die vierte axiale hydraulische Verbindung ist durch die vierte

Steuerkante verschlossen.

Die Arbeitsanschlüsse (A) und (B) sind somit in der federzentrierten Mittenstellung des Hauptsteuerkolbens mit dem Tankanschluß (T) verbunden. In anderen Worten, die beiden Verdrängerkammern eines angeschlossenen Verbrauchers sind bei federzentrierter Mittenstellung des Hauptsteuerkolbens beide druckentlastet. In dieser Ausführung weisen die vier Steuerkanten des Hauptsteuerkolbens vorzugsweise eine Nullüberdeckung auf. Dadurch werden zum Beispiel eine ausgezeichnete Positioniergenauigkeit, bei Einsatz des Ventils in einem Lageregelkreis eines Hydraulikzylinders, und ein ausgezeichnetes dynamisches Verhalten, bei Einsatz des Ventils zur Druckregelung, erzielt. Andere Anordnungen der Steuerkannten sind jedoch ebenfalls möglich. So könnten zum Beispiel in federzentrierter Mittenstellung des Hauptsteuerkolbens sämtliche

Anschlüsse durch die Steuerkannten verschlossen sein.

Die Federzentrierung ist vorzugsweise wie folgt gestaltet. Der Hauptsteuerkolben weist in der Federkammer einen axialen

Verlängerungsschaft auf. Ein erster und zweiter Federteller sind axial verschiebbar auf diesem Verlängerungsschaft geführt. In Ruhestellung des Ventils drückt die RCickstellfeder den ersten Federteller gegen eine Anschlagfläche am Hauptsteuerkolben und den zweiten Federteller gegen eine Anschlagfläche am freien Ende des Verlängerungskolbens. Die Federkammer ist dann derart bemessen, daß in dieser Ruhestellung beide Federteller in der Federkammer axial anliegen.

Ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefiigten Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zei gen: - Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Servoventil; - Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Figur 1.

In Figur 1 ist das erfindungsgemäße Servoventil als solches mit der Referenzzahl 10 bezeichnet. Eine Steuerhülse 12 ist in eine Stufenbohrung 14 eines (nur angedeuteten) Hydraulikblockes 16 eingesetzt. Die Steuerhülse 12 bildet eine axiale Führungsbohrung aus, in die ein Hauptsteuerkolben 18 axial verschiebbar eingepaßt ist.

Das in den Figuren gezeigte Servoventil 10 ist ein 4-Wege-Servoventil und weist einen Pumpenanschluß (P), einen Tankanschluß (T), sowie einen ersten Arbeitsanschluß (A) und einen zweiten Arbeitsanschluß (B) auf. Der Pumpenanschluß (P) steht in hydraulischer Verbindung mit einer Druckleitung (nicht gezeigt). Der Tankanschluß (T) steht in hydraulischer Verbindung mit einer drucklosen Leitung (nicht gezeigt). Die Arbeitsanschlüsse (A) und (B) stehen in hydraulischer Verbindung mit einer ersten, respektiv zweiten Verdrängerkammer eines hydraulischen Linear-oder Rotationsantrieb (nicht gezeigt).

Drei Blockbohrungen 22, 20, 24 im Hydraulikblock 16 für den Tankanschluß (T) 22, den ersten Arbeitsanschluß (A) 20 und den zweiten Arbeitsanschluß (B) 24, sind quer zur Stufenbohrung 14 angeordnet und münden seitlich in die Stufenbohrung 14 ein. In der Stufenbohrung 14 bildet die Steuerhülse 12 jeweils eine ringförmige Einmündungen 22', 20’, 24’ im Bereich der entsprechenden Blockbohrungen 22, 20, 24 aus. Jede dieser Einmündungen 22’, 20’, 24’ weist mehrere Querbohrungen 25 durch die Wand der Steuerhülse 12 auf, welche jeweils eine hydraulische Verbindung mit der Führungsbohrung des Haupsteuerkolbens 18 herstellen. Eine vierte Blockbohrung 26 für den Pumpenanschluß (P) ist in koaxialer Verlängerung der Stufenbohrung 14 angeordnet. Die Steuerhülse 12 weist für diese vierte Blockbohrung 26 eine stirnseitige Einmündung 26' auf.

Innerhalb der Steuerhülse 12 verbindet eine erste axiale hydraulische Verbindung 28 die stirnseitige Einmündung 26' für den Pumpenanschluß (P) mit der seitlichen Einmündung 20’ für den Arbeitsanschluß (A); eine zweite axiale hydraulische Verbindung 30 die Einmündung 22' für den Tankanschluß (T) mit der Einmündung 20’ für den Arbeitsanschluß (A); eine dritte axiale hydraulische Verbindung 32 die Einmündung 22' für den Tankanschluß (T) mit der Einmündung 24’ für den Arbeitsanschluß (B); und eine vierte axiale hydraulische Verbindung 34 die Einmündung 24' für den Arbeitsanschluß (B) mit einer innerhalb der Steuerhülse 12 durch den Hauptsteuerkolben 18 abgegrenzten Hilfsanschlußkammer 36. Bedingt durch die Anordnung der ringförmigen Einmündungen 22', 20’, 24’ ist der axiale Abstand zwischen der zweiten und dritten ( 30 und 32) axialen hydraulischen Verbindung weitaus größer, als der axiale Abstand zwischen der ersten und zweiten (28 und 30), respektiv-der dritten und vierten 32 und 34) axialen hydraulischen Verbindung.

Der Hauptsteuerkolben 18 weist einen ersten koaxialen Kolbenbund 38 auf, welcher dem Arbeitsanschluß (A) zugeordnet ist und axial in der ersten und zweiten axialen hydraulischen Verbindung 28 und 30 verschiebbar ist. Er weist ebenfalls einen zweiten koaxialen Kolbenbund 40 auf, welcher dem Arbeitsanschluß (B) zugeordnet ist und axial in der dritten und vierten axialen hydraulischen Verbindung 32 und 34 verschiebbar ist. Der erste Kolbenbund 38 bildet eine, der ersten hydraulischen Verbindung 28 zugeordnete, erste Steuerkante 28’ aus, sowie eine, der zweiten hydraulischen Verbindung 30 zugeordnete, zweite Steuerkante 30’ aus. Beide Steuerkanten 28’, 30’ weisen eine Nullüberdeckung auf. Der zweite Kolbenbund 40 bildet eine, der dritten hydraulischen Verbindung 32 zugeordnete, dritte Steuerkante 32’ aus, sowie eine, der vierten hydraulischen Verbindung 34 zugeordnete, vierte Steuerkante 34’ aus. Beide Steuerkanten 32’, 34’ weisen ebenfalls eine Nullüberdeckung auf. Die Hilfsanschlußkammer 36 ist in der Steuerhülse ringförmig um den Hauptsteuerkolben 18 ausgebildet. Sie ist auf der einen Seite durch den Kolbenbund 40 und auf der anderen Seite durch einen Kolbenbund 42 axial abgedichtet.

Über eine axiale Kolbenbohrung 44 und eine Kolbenquerbohrung 46 durch den Hauptsteuerkolben 18 ist die Hilfsanschlußkammer 36 mit dem Pumpenanschluß (P) verbunden. Der Hauptsteuerkolben kann demnach über seinen koaxialen Kolbenbund 38 den ersten Arbeitsanschluß (A) und über seinen koaxialen Kolbenbund 40 den zweiten Arbeitsanschluß (B) wahlweise mit dem Pumpenanschluß (P) oder dem Tankanschluß (T) verbinden, wobei der jeweilige Durchfluß der Hydraulikflüssigkeit über die vier Steuerkanten 28’, 30', 32', 34' geregelt wird.

Über seine druckbeaufschlagte Kolbenstirnfläche 48, ist der Hauptsteuerkolben 18 hydrostatisch unsymmetrisch belastet. Ein hydrostatischer Druckausgleich des Hauptsteuerkolbens erfolgt durch Weiterführung der koaxialen Kolbenbohrung 44 zum zweiten Ende des Hauptsteuerkolbens 18, wo sie über eine Kolbenquerbohrung 50 in eine Druckausgleichs- Oder Federkammer 52 einmündet. Dieser obéré Teil des Ventils wird anhand des vergrößerten Ausschnitts der Figur 2 näher beschrieben.

Die Federkammer 52 ist in axialer Verlängerung der Steuerhülse 12 in einem Ventildeckel 54 angeordnet. Dieser Ventildeckel 54 wird auf dem Hydraulikblock 16 befestigt und fixiert die Steuerhülse 12 in der Stufenbohrung 14. Das zweite Ende des Hauptsteuerkolbens 18 ist, axial abgedichtet durch einen Dichteinsatz 56, in die Federkammer 52 eingeführt und bildet darin einen Druckausgleichsansatz 58 aus. Dieser weist in der Druckausgleichskammer 52 eine, der ersten Kolbenstirnfläche 48 hydrostatisch entgegenwirkende, Druckausgleichsfläche 60 auf. Die Druckausgleichsfläche 60 ist gleich der Kolbenstirnflache 48, so daß sich ein vollständiger hydrostatischer Druckausgleich des Pumpendrucks ergibt.

Die Betätigung des Hauptsteuerkolbens 18 erfolgt über einen angearbeiteten koaxialen Betätigungskolbenbund 62, durch entsprechende Druckbeaufschlagung seiner ringförmigen ersten, respektiv zweiten Betätigungsfläche 64, 66. Zwischen dem Kolbenbund 42 und der Betätigungsfläche 64 wird in der Steuerhülse eine erste ringförmige Steuerkammer 68 und zwischen Dichteinsatz 56 und der Betätigungsfläche 66 eine zweite ringförmige Steuerkammer 68 ausgebildet. Die erste Steuerkammer 68 ist über einen Vorsteuer-Anschluß 72 im Ventildeckel 54 mit dem Arbeitsanschluß (A') und die zweite Steuerkammer 70 ist über einen Vorsteuer-Anschluß 74 im Ventildeckel 54 mit dem Arbeitsanschluß (B*) eines angeflanschten 4-Wege-Vorsteuer-Servoventils 76 verbunden. Die Betätigungsflächen 64, 66 sind gerade so groß ausgelegt, daß die beim Überströmen der Steuerkanten 28’, 32’, bzw. 30', 34' entstehenden Strömungskrafte sicher überwunden werden. Dadurch sind die

Steuerölvolumina sehr klein und es lassen sich sehr kurze Stellzeiten erreichen.

In der Federkammer 52 ist eine Rückstellfeder 78 zwischen einem ersten und zweiten Federteller 80 und 82 axial eingespannt. Ein Verlängerungsschaft 84 ist starr mit dem zweiten Ende des

Haupsteurkolbens 18 verdunden. Auf diesem Schaft 84 sind die Federteller 80 und 82 axial verschiebbar geführt. Der Schaft 84 weist an seinem freien Ende eine axiale Anschlagfläche 86 für den zweiten Federteller 82 auf. Die zweite Kolbenstirnfläche 60 bildet eine axiale Anschlagfläche für den ersten Federteller 80. In Figur 2 drückt die Rückstellfeder 78 den ersten Federteller 80 gegen die Anschlagfläche 60 und den zweiten Federteller 82 gegen die Anschlagfläche 86. In dieser Position befindet sich der erste Federteller 80 ebenfalls in Gehäuseanschlag am Dichteinsatz 56 und der zweite Federteller 82 in Gehäuseanschlag an einer axial gegenüberliegenden Anschlagfläche 88 des Ventildeckels 54. Beide Federteller 80 und 82 liegen demnach in Gehäuseanschlag an, und der Hauptsteuerkolben 18 ist über den Verlängerungsschaft 84 zwischen den beiden Federtellern 80 und 82 eingespannt, die durch die Rückstellfeder 78 in entgegengesetzten Richtungen federbelastet sind. In anderen Worten, der Haupsteurkolbens 18 befindet sich in einer federzentrierten Ruhestellung, die auch als Mittenstellung bezeichnet wird.

Wird der Haupsteurkolbens 18 durch Druckbeaufschlagung der ersten Steuerkammer 68 aus seiner Mittenstellung in Richtung der Federkammer 52 bewegt, wird die Rückstellfeder 78 durch den, an der Stirnseite 60 des Hauptsteuerkolben 18 anliegenden, ersten Federteller 80 in der Federkammer 52 zusammengedrückt. Sie übt dadurch auf den Hauptsteuerkolben 18 eine Federkraft aus, die sich dieser Bewegung entgegenstellt und deren Modul proportional zum Hub des

Haupsteuerkolbens 18 ist. Wird der Haupsteurkolbens 18 durch Druckbeaufschlagung der zweiten Steuerkammer 70 aus seiner

Mittenstellung in Richtung der Pumpenanschluß 26 bewegt, übt der Verlängerungsschaft 84 auf den zweiten Federteller eine Zugkraft aus, so daß die Rückstellfeder 78 jetzt durch den zweiten Federteller 82 in der Federkammer 52 zusammengedrückt wird. Diese Federkraft stellt sich hierbei der Bewegung des Hauptsteuerkolbens 18 entgegen und ihr Modul ist proportional zum Hub des Haupsteuerkolbens 18. Durch den Einsatz einer einzigen Rückstellfeder 78, die als Druckfeder für beide Hubrichtungen arbeitet, ist gewährleistet, daß der Hauptsteuerkolben 18 in beiden Richtungen genau der gleichen Rückstellkraft ausgesetzt ist.

Aus dem Teilschnitt der Figur 2 ist ersichtlich, daß der Verlängerungsschaft 84 in den Hauptsteuerkolben eingeschraubt ist und durch einen Stift 90 gesichert ist. Die axiale Kolbenbohrung 44 ist im Verlängerungsschaft 84 bis zur Querbohrung 46 weitergeführt. Eine weitere Querbohrung 92 befindet sich direkt o’berhalb der Stirnfläche 60 des Hauptsteuerkolbens 18. Diese zweite Querbohrung 92 hat zum Zweck einen Druckausgleich ober- und unterhalb des Federtellers 80 zu gewährleisten. Beim zweiten Federteller 82 wird dieser Druckausgleich durch Löcher 94 im Federteller 82 erreicht.

Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist der Hauptsteuerkolben über einen Positionsaufnehmer 96 in einen geschossenen Positionsregelkreis eingebunden. Ein Schaft 98 des Positionsaufnehmers 96 ist dabei mechanisch mit dem Verlängerungsschaft 84 des Hauptsteurkolbens verbunden. Das Ausgangssignal des Positionsaufnehmers 96 (das der Position des Hauptsteuerkolbens 18 entspricht) wird in einem Regelverstarker 100 mit einem Sollwert (S) verglichen, und das Vorsteuerservoventil 76 wird im Verhâltnis zur ermittelten Soll-lstwert-Differenz ansteuert. Das Vorsteuerservoventil 76 regelt daraufhin den Steueröldruck in den beiden Steuerkammern 68 und 70 der Haupstufe und legt, gegen die Wirkung der Rückstellfeder 78, den Kolbenhub fest, so daß ein geschlossener, elektro-hydraulischer Regelkreis gebildet wird.

Auch in Figur 1 ist der Hauptsteuerkolben 18 in federzentrierter Ruhe-oder Mittenstellung gezeigt. Die Steuerkannten 28', 30', 32', 34' sind derart am Hauptsteuerkolben 18 angeordnet, daß in dieser Mittenstellung: - die erste Steuerkante 28’ die erste hydraulische Verbindung 28 zwischen Pumpenanschluß (P) und Arbeitsanschluß (A) verschließt; - die zweite Steuerkante 30’ die zweite hydraulische Verbindung 30 zwischen Tankanschluß (T) und Arbeitsanschluß (A) freigibt; - die dritte Steuerkante 32' die dritte hydraulische Verbindung 30 zwischen Tankanschluß (T) und Arbeitsanschluß (B) freigibt; - die vierte Steuerkante 34' die vierte hydraulische Verbindung zwischen Arbeitsanschluß (B) und Hilfsanschlußkammer 36 verschließt, und dadurch die hydraulische Verbindung über die axiale Kolbenbohrung 44 zwischen Arbeitsanschluß (B) und Pumpenanschluß (P) unterbindet.

In dieser federzentrierten Mittenstellung sind somit die Arbeitsanschlüsse (A) und (B) drucklos zum Tank entlastet. Wird der Hauptsteuerkolben 18 aus dieser Mittenstellung in Richtung des Pumpenanschluß (P) gefahren, verbleibt der Arbeitsanschluß (A) zum Tank entlastet. Der Arbeitsanschluß (B) wird jedoch über die Hilfsanschlußkammer 36 und die axiale Kolbenbohrung 44 mit dem Pumpenanschluß (P) hydraulisch verbunden. Wird dagegen der Hauptsteuerkolben 18 aus dieser Mittenstellung in Richtung der Federkammer 52 gefahren, verbleibt der Arbeitsanschluß (B) zum Tank entlastet. Der Arbeitsanschluß (A) wird jedoch durch die zweite Steuerkante 30' zum Tank gesperrt, und über die erste Steuerkante 32' mit dem Pumpenanschluß (P) hydraulisch verbunden. Bei Steuerdruckausfall nimmt der Hauptsteuerkolben 18 seine federzentrierte Mittenstellung ein, in der beide Arbeitsanschlüsse (A) und (B) wie vorbeschrieben zum Tank entlastet sind.

Claims (7)

1. Vorgesteuertes Servoventil mit vier Haupstromanschlüssen umfassend: ein Ventilgehäuse (12, 54) mit: einer Führungsbohrung für einen Hauptsteuerkolben (18), einer ersten hydraulischen Verbindung (28) in der Führungsbohrung zwischen dem vierten Hauptstromanschluß und dem ersten Hauptstromanschluß, einer zweiten hydraulischen Verbindung (30) in der Führungsbohrung zwischen dem ersten Hauptstromanschluß und dem zweiten Hauptstromanschluß, einer dritten hydraulischen Verbindung (32) in der Führungsbohrung zwischen dem zweiten Hauptstromanschluß und dem dritten Hauptstromanschluß, einer vierten hydraulischen Verbindung (34) in der Führungsbohrung zwischen dem dritten Hauptstromanschluß und einer Hilfsanschlusskammer, ein Hauptsteuerkolben (18) der axial verschiebbar in der Führungsbohrung angeordnet ist, mit: einer ersten Steuerkante (28') die der ersten axialen hydraulischen Verbindung (28) zum Regeln des Durchflusses zugeordnet ist, einer zweiten Steuerkante (30') die der zweiten axialen hydraulischen Verbindung (30) zum Regeln des Durchflusses zugeordnet ist, einer dritten Steuerkante (32') die der dritten axialen hydraulischen Verbindung (32) zum Regeln des Durchflusses zugeordnet ist, einer vierten Steuerkante (34') die der vierten axialen hydraulischen Verbindung (34) zum Regeln des Durchflusses zugeordnet ist, wobei der Hauptsteuerkolben (18) innerhalb des Ventilgehäuses eine erste und zweite Steuerkammer (68, 70) abgrenzt und innerhalb der ersten Steuerkammer (68) eine erste Betätigungsfläche (64) und innerhalb der zweiten Steuerkammer (70) eine, der ersten Betätigungsfläche (64) axial entgegenwirkende, zweite Betätigungsfläche (66) ausbildet; eine Rückstellfeder (78) die in einer stirnseitigen Federkammer (52) derart eingespannt und mit dem Hauptsteuerkolben (18) derart in Eingriff steht, daß sie in beide Hubrichtungen des Hauptsteuerkolbens (18) demselben eine Federkraft entgegensetzt und somit eine federzentrierte Mittenstellung des Hauptsteuerkolbens (18) definiert; ein Vorsteuerventil (76) das hydraulisch mit den beiden Steuerkammern (68, 70) verbunden ist; ein Regler (100) für das Vorsteuerventil (76); ein Positionsaufnehmer (96) der mit dem Hauptsteuerkolben (18) verbunden ist und die Position des Hauptsteuerkolbens (18) als Rückführungssignal für den Regler (100) des Vorsteuerventils (76) liefert; dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse eine Steuerhülse (12) umfaßt die in eine Bohrung (14) eines Hydraulikblocks (16) axial einsetzbar ist und die derart gestaltet ist, daß sie ringförmige Einmündungen (20', 22', 24') in dieser Bohrung (14) für den ersten, zweiten und dritten Hauptstromanschluss abgrenzt, daß eine Einmündung (26') für den vierten Hauptstromanschluß axial am Stirnende der Steuerhülse (18) angeordnet ist, wobei eine erste Kolbenstirnfläche des Haupsteuerkolbens (18) dieser Einmündung (26') axial gegenüberliegt, daß eine Druckausgleichfläche (60) durch die zweite Kolbenstirnfläche des Hauptsteuerkolbens (18) in der Federkammer (52) ausgebildet wird, daß ein Druckentlastungskanal (44) durch den Hauptsteuerkolben (18) die Federkammer (52) mit dem vierten Hauptstromanschluß hydraulisch verbindet, so daß die Druckausgleichfläche (60) mit dem Druck im vierten Hauptstromanschluß belastet ist, und daß eine Querbohrung (46) diesen Druckentlastungskanal mit der Hilfsanschlußkammer (36) hydraulisch verbindet.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hauptstromanschluß einen ersten Arbeitsanschluß (A) ausbildet, der zweite Hauptstromanschluß hydraulisch einen Tankanschluß (T) ausbildet, der dritte Hauptstromanschluß einen zweiten Arbeitsanschluß (B) ausbildet, und der vierte Hauptstromanschluß einen Pumpenanschluß (P) ausbildet.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkanten derart angeordnet sind, daß sie bei federzentrierter Mittenstellung des Hauptsteuerkolbens (18) folgende Positionen einnehmen: die erste axiale hydraulische Verbindung (28) ist durch die erste Steuerkante (28') verschlossen, die zweite axiale hydraulische Verbindung (30) ist freigegeben, die dritte axiale hydraulische Verbindung (32) ist freigegeben, und die vierte axiale hydraulische Verbindung (34) ist durch die vierte Steuerkante (34') verschlossen.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Betätigungsfläche (64, 66) Ringflächen sind.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen axialen Verlängerungsschaft (84) des Hauptsteuerkolbens (18) in der Federkammer (52), einen ersten und zweiten Federteller (80, 82) die axial verschiebbar auf diesem Verlängerungsschaft (84) geführt sind, eine axiale Anschlagfläche (60) am Hauptsteuerkolben für den ersten Federteller (80), eine axiale Anschlagfläche (86) am Verlängerungsschaft (84) für den zweiten Federteller (82), wobei in Ruhestellung des Ventils die Rückstellfeder (78) jeden der beiden Federteller (80, 82) gegen seine Anschlagfläche (60, 86) drückt, und wobei die Federkammer (52) derart bemessen ist, daß in dieser Ruhestellung beide Federteller (80, 82) in der Federkammer axial anliegen.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckentlastungskanal (44) als axiale Bohrung in den Verlängerungsschaft (84) hineingeführt ist und dort über eine erste Querbohrung (50) in die Federkammer (52) mündet.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlängerungsschaft (84) eine zweite Querbohrung (92) in direkter Nachbarschaft der ersten Anschlagfläche (60) für den ersten Federteller (80) aufweist.