WO2011091837A1 - Hydraulisches vorsteuergerät - Google Patents

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WO2011091837A1
WO2011091837A1 PCT/EP2010/007886 EP2010007886W WO2011091837A1 WO 2011091837 A1 WO2011091837 A1 WO 2011091837A1 EP 2010007886 W EP2010007886 W EP 2010007886W WO 2011091837 A1 WO2011091837 A1 WO 2011091837A1
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control
pressure
control device
hydraulic pilot
plunger
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Application number
PCT/EP2010/007886
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Klauss
Gerard Laroze
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Priority to US13/575,280 priority patent/US8944104B2/en
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • 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
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
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    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/87056—With selective motion for plural valve actuator
    • Y10T137/87064—Oppositely movable cam surfaces

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic pilot control device according to the preamble of patent claim 1.
  • Such hydraulic pilot control devices with pressure control valves are used in particular for pressurizing and thus for adjusting valve slides of valves or main stages, on which load comparatively high pressure forces.
  • the pilot control devices on joysticks or handles on the respective control piston of the pressure control valves are set.
  • DE 196 22 948 A1 shows a pressure control valve of such a hydraulic pilot control device.
  • a control pressure applied to connection P is transferred in whole or in part to a working connection A when a control piston is displaced via a plunger in an opening direction.
  • control piston can be excited to vibrate by different pressure application surfaces and by different springs. This is favored by the fact that the control piston consists of iron and thus has comparatively high mass. Furthermore, the vibration excitation is promoted by the fact that the control piston has a comparatively long neck, via which a main portion of the control piston is connected to the plunger.
  • DE 103 24 051 A1 shows a pressure reducing valve whose control piston designed as a stepped piston is comparatively strongly damped.
  • a damping channel is provided with a damping pin.
  • the invention has the object to provide a hydraulic pilot control device with at least one pressure control valve, wherein the stability of the control loop is increased by a direct-acting parameter.
  • the hydraulic pilot control device has at least one pressure control valve which can be controlled via an actuating device and which has a control piston connected to a tappet via a neck.
  • the plunger is in operative connection with the actuating device.
  • the neck is attached to the plunger.
  • each control piston consists essentially of aluminum or plastic. As a result, its mass and thus the vibration excitation with respect to steel are further reduced.
  • each plunger and the associated control piston are displaceable by the actuating device in an opening direction of the control piston.
  • a push-elastic connection is provided between each neck and the associated control piston.
  • the push-elastic connection is preferably formed by a control spring and by a head attached to an end portion of the neck and inserted into a recess disposed at a first end portion of the control piston.
  • the control spring is supported on the plunger and clamps the control piston in
  • each head can be brought into contact with an end face of the recess when the associated plunger is displaced in the opening direction.
  • a direct or unsprung displacement of the control piston in the opening direction is given from a predetermined difference from a force of the control spring and acting against compressive forces, resulting in a pressure jump on Häanschius.
  • each pressure control valve has a return spring, which is supported on a housing of the pilot control device or the associated pressure control valve, and biases the plunger in a closing direction.
  • a force is generated in the closing direction of the pressure regulating valve against a force acting on the operating hand force to close the pressure control valve after an operation again.
  • each recess in the closing direction is delimited by a return system, with which the associated head can be brought into abutment.
  • the control piston can be pulled by the return spring on the plunger, the neck, the head and the return system in the closing direction.
  • each first end portion of the control piston may have a lateral passage opening through which the head can be inserted into the recess.
  • the control piston is a stepped piston, which has an effective in the opening direction first annular surface and an effective in the closing direction second annular surface, both of which are acted upon by the pressure of a working port of the pressure regulating valve.
  • the first annular surface is smaller than the second annular surface.
  • each two pressure control valves are connected via their associated working connections with a spool of a consumer or a main stage.
  • each pressure regulating valve has a control pressure chamber and a tank pressure chamber and a working pressure space arranged therebetween, wherein a plurality of control pressure chambers are connected to a common control pressure connection of the pilot control device and a plurality of tank pressure spaces are connected to a common tank connection of the pilot control device.
  • each control piston has a longitudinal bore, wherein a space arranged between the housing and a second end portion of the control piston remote from the respective plunger is connected to the tank pressure space via the longitudinal bore and via the passage opening.
  • the actuator has a joystick. If the hydraulic pilot control device according to the invention is arranged in an excavator, backhoe loader, telescopic loader, wheel loader, skid steer loader or crane, the noise reduction achieved via the vibration reduction is particularly advantageous for a driver or operator.
  • Figure 1 shows an essential detail of an embodiment of a hydraulic pilot control device according to the invention in the lateral section, wherein a pressure control valve according to the prior art and an inventive pressure control valve are shown combined;
  • FIG 2a shows an enlarged detail of the embodiment according to the invention according to Figure 1 in a further lateral section
  • FIG. 2b shows an enlarged detail of the push-elastic connection from FIG. 2a.
  • Figure 1 shows an essential section of an embodiment of a hydraulic pilot control device according to the invention in the lateral section.
  • a housing 1 four arranged as pressure control valves pilot valves are arranged, of which in Figure 1, only two pressure control valves 2a, 2b are shown.
  • the pressure control valves 2a, 2b are actuated by a tiltable actuator 4, which can be inclined relative to the housing 1 about a first tilting axis 6a extending horizontally (FIG. 1) and via a second tilting axis 6b arranged perpendicular to the plane of the drawing.
  • a joystick mounted above the actuator 4, of which only a comparatively small part 8 is shown in FIG.
  • a handle is mounted, via which the actuator 4 can be tilted about the two tilting axes 6.
  • the two pressure control valves 2a, 2b are shown in their respective neutral positions, in which a respective control piston 10a, 10b is disposed in an upper closed position in the housing 1, whereby a respective working pressure chamber 12a, 12b and thus a respectively associated (not shown) working connection with not Control pressure is supplied.
  • a pressure medium connection from the central control pressure port P of the pilot control device according to the invention via the respective pressure control valves 2a, 2b associated control pressure chambers 14a, 14b to the respective working pressure chambers 12a, 12b shut off by the control piston 10a, 10b.
  • the working pressure chamber 12a, 12b is in the neutral position shown via (not shown) control grooves of the control piston 10a, 10b with a respective tank pressure space 16a, 16b connected and thus depressurized.
  • the tank pressure chambers 16a, 16b are connected to a tank (not shown) via a common tank connection (not shown) of the pilot control device. Furthermore, the tank pressure chambers 16a, 16b via a screw plug or via a plug 18 from the control pressure chambers 14a, 14b and thus separated from the control pressure port P.
  • Each control piston 10a, 10b is connected via a push-elastic connection 20a, 20b and via a neck 22a, 22b with a plunger 24a, 24b.
  • the plunger 24a, 24b is biased by a return spring 26a, 26b and via a ring 27a, 27b (in Figure 1) upwards in the neutral position.
  • the restoring spring 26a, 26b is supported on a radial collar of the housing 1.
  • the control piston 10a, 10b is pulled against its (in Figure 1) downward force of a control spring 28a, 28b in its neutral position.
  • Pulling in the neutral position is effected in the case of the pressure control valve 2b according to the invention shown in FIG. 1 via the neck 22a fastened to the plunger 24a, to whose end portion facing the control piston 10a a head 30a formed by a radial expansion is attached.
  • the head 30a engages behind a return system 32a of an adjacent first end portion 33a of the control piston 10a.
  • Figure 2a shows an enlarged section of the pressure control valve 2a according to the invention in a further lateral section, which is employed in relation to the section of Figure 1 by 90 degrees.
  • the plunger 24a is shown with the neck 22a and with the head 30a again in its neutral position.
  • a housing-fixed bush-shaped plunger guide 34a is provided to guide a (in Figure 2a) downward movement of the plunger 24a .
  • annular disc 36a is concentrically arranged, at which the control spring 28a is supported against the plunger 24a, while the control piston 10a biased in the opening direction.
  • a front-side concentric recess 38a is introduced, whose diameter corresponds approximately to that of the head 30a.
  • the recess 38a is stepped radially narrower, whereby a return system 32a is formed. In the neutral position shown, the head 30a bears against the return system 32a.
  • the recess 38a has on its side opposite the return system 32a side an end face 40a, wherein a predetermined distance between the head 30a and end face 40a is provided.
  • a distance of the plunger 24a is defined in the opening direction of the pressure control valve 2a along which - apart from compressive forces - only a force of the control spring 28 is effective.
  • the control piston 10a is a stepped piston with two annular surfaces 42a, 44a acted upon by the pressure of the working pressure chamber 12a (see FIG. 2), the second annular surface 44a acting in the closing direction of the control piston 10a being larger than the first annular surface 42a acting in the opening direction.
  • the first control edge associated with the first annular surface 42a controls the pressure medium connection from the control pressure chamber 14a to the working pressure chamber 12a while the second control edge associated with the second annular surface 44a controls the pressure medium connection from the working pressure chamber 12a to the tank pressure chamber 16a. It is also in the Neutral position a (comparatively small) cross section between the working pressure chamber 12a and the tank pressure chamber 16a opened.
  • FIG. 1 shows a terminating stopper 46a, which is screwed into the housing 1 and which, together with a second end section 48a of the regulating piston 10a, delimits a space 50a.
  • FIG. 2a shows that the space 50a is connected to the recess 38a via a longitudinal bore 52a.
  • FIG. 2b shows an enlarged detail of the push-elastic connection 20a in a sectional view according to FIG. 2a.
  • a radial passage opening 54a is laterally provided on the first end portion 33a of the control piston 10a.
  • the space 50a is connected via the longitudinal bore 52a, the recess 38a and the lateral passage opening 54a to the tank pressure chamber 16a (see FIG.
  • FIG. 2a shows the passage opening 54a, which is partially formed in the return system 32a and partly in the region of the recess 38a.
  • the passage opening 54a allows for the assembly or during assembly of the plunger 24a with the control piston 10a, a radial insertion of the head 30a in the recess 38a.
  • FIG. 1 shows a comparison of the embodiment of the pressure regulating valve 2a according to the invention (shown in the figure) on the right with an example of a pressure regulating valve 2b according to the prior art (shown in the figure) on the left.
  • the neck 22b and the head 30b, which are fixed according to the prior art on the control piston 10b are according to the invention separated from this and associated with the plunger 24a.
  • the volume and thus the mass of the plunger 10a according to the invention relative to the plunger 10b are significantly reduced.
  • this reduction in mass leads to a significantly lower vibration excitation of the control piston 10a and thus of the hydraulic pilot control device according to the invention.
  • the necks are not according to the invention attached to the plunger, but in which according to the prior art, the necks are attached to the respective control piston also shows a good vibration damping, when the control piston off made of a lighter material.
  • a lighter material include, in particular, aluminum and plastic.
  • a hydraulic pilot control device having at least one controllable via an actuator pressure control valve, which in turn has a connected via a neck with a plunger control piston.
  • the plunger with the actuator in spring-loaded operative connection.
  • the neck is attached to the plunger.

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Abstract

Offenbart ist ein hydraulisches Vorsteuergerät, das zumindest ein über eine Betätigungseinrichtung steuerbares Druckregelventil aufweist, das wiederum einen über einen Hals mit einem Stößel verbunden Regelkolben aufweist. Dabei steht der Stößel mit der Betätigungseinrichtung in gefederter Wirkverbindung. Erfindungsgemäß ist der Hals am Stößel befestigt. Dadurch wird die Masse des zu Schwingungen neigenden Regelkolbens gegenüber dem Stand der Technik verringert.

Description

Beschreibung
Hydraulisches Vorsteueraerät
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Vorsteuergerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige hydraulische Vorsteuergeräte mit Druckregelventilen dienen insbesondere zur Druckbeaufschlagung und somit zur Einstellung von Ventilschiebern von Ventilen bzw. Hauptstufen, auf denen vergleichsweise hohe Druckkräfte lasten. Dazu weisen die Vorsteuergeräte Joysticks bzw. Handgriffe auf, über die jeweilige Regelkolben der Druckregelventile eingestellt werden.
Die DE 196 22 948 A1 zeigt ein Druckregelventil eines derartigen hydraulischen Vorsteuergerätes. Dabei wird (gemäß Figur 1) ein am Anschluss P anliegender Steuerdruck ganz oder teilweise an einen Arbeitsanschluss A übertragen, wenn ein Regelkolben über einen Stößel in eine Öffnungsrichtung verschoben wird.
Nachteilig an derartigen hydraulischen Vorsteuergeräten ist, dass durch unterschiedliche Druckangriffsflächen und durch verschiedene Federn dabei der Regelkolben zu Schwingungen angeregt werden kann. Dies wird dadurch begünstigt, dass der Regelkolben aus Eisen besteht und damit vergleichsweise viel Masse hat. Weiterhin wird die Schwingungsanregung dadurch begünstigt, dass der Regelkolben einen vergleichsweise langen Hals hat, über den ein Hauptabschnitt des Regelkolbens mit dem Stößel verbunden ist.
Die DE 103 24 051 A1 zeigt ein Druckreduzierventil, dessen als Stufenkolben ausgebildeter Regelkolben vergleichsweise stark gedämpft ist. Dazu ist ein Dämpfungskanal mit einem Dämpfungsstift vorgesehen. Dadurch wird die Stabilität des Regelkreises erhöht, gleichzeitig entstehen aber auch Nachteile, wie zum Beispiel geringere Ansprechgeschwindigkeit. Eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung der Stabilität besteht darin, die Regelkreisverstärkung gemäß der FR 2 857 705 B1 zu verringern.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Vorsteuergerät mit zumindest einem Druckregelventil zu schaffen, bei dem die Stabilität des Regelkreises durch einen direkt wirkenden Parameter erhöht wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein hydraulisches Vorsteuergerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Das erfindungsgemäße hydraulische Vorsteuergerät hat zumindest ein über eine Betätigungseinrichtung steuerbares Druckregelventil, das einen über einen Hals mit einem Stößel verbundenen Regelkolben aufweist. Dabei steht der Stößel mit der Betätigungseinrichtung in Wirkverbindung. Erfindungsgemäß ist der Hals am Stößel befestigt. Dadurch wird die Masse des zu Schwingungen neigenden Regelkolbens gegenüber dem Stand der Technik verringert. Somit wird ein direkt wirkender Parameter des Regelkreises des Druckregelventils derart verändert, dass die Schwingungsanregung des Regelkolbens verringert wird. Dadurch wird z.B. auch die Geräuschentwicklung des erfindungsgemäßen hydraulischen Vorsteuergeräts verringert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung besteht jeder Regelkolben im Wesentlichen aus Aluminium oder Kunststoff. Dadurch sind dessen Masse und damit die Schwingungsanregung gegenüber Stahl weiter verringert.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung sind jeder Stößel und der zugeordnete Regelkolben von der Betätigungseinrichtung in einer Öffnungsrichtung des Regelkolbens verschiebbar. Dabei ist zwischen jedem Hals und dem zugeordneten Regelkolben eine schubelastische Verbindung vorgesehen. Die schubelastische Verbindung ist vorzugsweise durch eine Regelfeder und durch einen an einem Endabschnitt des Halses befestigten und in eine an einem ersten Endabschnitt des Regelkolbens angeordnete Ausnehmung eingesetzten Kopf gebildet. Die Regelfeder stützt sich dabei am Stößel ab und spannt den Regelkolben in
Öffnungsrichtung vor. Der Kopf ist in der Ausnehmung gegen die Kraft der Regelfeder in Öffnungsrichtung verschiebbar aufgenommen. Dadurch ist ein Drucksprung an einem Arbeitsanschiuss des zugeordneten Druckregelventils während eines ersten Teils eines Verstellweges der Bedieneinheit bzw. des Stößels möglich.
Es wird besonders bevorzugt, wenn jeder Kopf bei Verschiebung des zugeordneten Stößels in Öffnungsrichtung in Anlage mit einer Stirnfläche der Ausnehmung bringbar ist. Dadurch ist ab einer vorbestimmten Differenz aus einer Kraft der Regelfeder und dagegen wirkenden Druckkräften eine direkte bzw. ungefederte Verschiebung des Regelkolbens in Öffnungsrichtung gegeben, wodurch sich ein Drucksprung am Arbeitsanschiuss ergibt.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung hat jedes Druckregelventil eine Rückstellfeder, die sich an einem Gehäuse des Vorsteuergerätes oder des zugeordneten Druckregelventils abstützt, und die den Stößel in eine Schließrichtung vorspannt. Damit wird eine Kraft in Schließrichtung des Druckregelventils gegen eine am Bedienelement wirkende Handkraft erzeugt um das Druckregelventil nach einer Betätigung wieder zu schließen.
Es wird bevorzugt, wenn jede Ausnehmung in Schließrichtung von einer Rückholanlage begrenzt ist, mit der der zugeordnete Kopf in Anlage gebracht werden kann. Damit kann der Regelkolben von der Rückstellfeder über den Stößel, den Hals, den Kopf und die Rückholanlage in Schließrichtung gezogen werden.
Aus Gründen einer einfachen Montage bzw. Verbindung des Stößels mit dem Regelkolben kann jeder erste Endabschnitt des Regelkolbens eine seitliche Durchgangsöffnung aufweisen, durch die der Kopf in die Ausnehmung einsetzbar ist. Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist der Regelkolben ein Stufenkolben, der eine in Öffnungsrichtung wirksame erste Ringfläche und eine in Schließrichtung wirksame zweite Ringfläche hat, die beide vom Druck eines Arbeitanschlusses des Druckregelventils beaufschlagt sind. Dabei ist die erste Ringfläche kleiner als die zweite Ringfläche. Dadurch ist eine in Schließrichtung wirkende Druckkraft am Regelkolben erzeugt.
Bei einem praxisnahen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vorsteuergerätes sind vier Druckregel ventile vorgesehen, wobei jeweils zwei Druckregelventile über ihre zugeordneten Arbeitsanschlüsse mit einem Steuerschieber eines Verbrauchers bzw. einer Hauptstufe verbunden sind.
Es wird bevorzugt, wenn jedes Druckregelventil einen Steuerdruckraum und einen Tankdruckraum und einen dazwischen angeordneten Arbeitsdruckraum hat, wobei mehrere Steuerdruckräume mit einem gemeinsamen Steuerdruckanschluss des Vorsteuergerätes und mehrere Tankdruckräume mit einem gemeinsamen Tankanschluss des Vorsteuergerätes verbunden sind.
Zum Druckausgleich wird es bevorzugt, wenn jeder Regelkolben eine Längsbohrung aufweist, wobei ein zwischen dem Gehäuse und einem vom jeweiligen Stößel abgewandten zweiten Endabschnitt des Regelkolbens angeordneter Raum über die Längsbohrung und über die Durchgangsöffnung mit dem Tankdruckraum verbunden ist.
Bei einem praxisnahen Ausführungsbeispiel hat die Betätigungseinrichtung einen Joystick. Wenn das erfindungsgemäße hydraulische Vorsteuergerät in einem Bagger, Baggerlader, Teleskoplader, Radlader, Kompaktlader oder Kran angeordnet ist, ist die über die Schwingungsreduzierung erreichte Geräuschreduzierung besonders vorteilhaft für einen Fahrer bzw. Bediener.
Im Folgenden wird anhand der Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung detailliert beschrieben. Es zeigen: Figur 1 einen wesentlichen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen hydraulischen Vorsteuergerätes im seitlichen Schnitt, wobei ein Druckregelventil gemäß dem Stand der Technik und ein erfindungsgemäßes Druckregelventil kombiniert dargestellt sind;
Figur 2a einen vergrößerten Ausschnitt des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1 in einem weiteren seitlichen Schnitt; und
Figur 2b eine Detailvergrößerung der schubelastischen Verbindung aus Figur 2a.
Figur 1 zeigt einen wesentlichen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen hydraulischen Vorsteuergerätes im seitlichen Schnitt. In einem Gehäuse 1 sind vier als Druckregelventile ausgebildete Vorsteuerventile angeordnet, von denen in Figur 1 nur zwei Druckregelventile 2a, 2b dargestellt sind. Die Druckregelventile 2a, 2b werden über einen kippbaren Betätigungsteller 4 betätigt, der um eine (Figur 1 ) waagerecht verlaufende erste Kippachse 6a und über eine senkrecht zur Zeichenebene angeordnete zweite Kippachse 6b gegenüber dem Gehäuse 1 geneigt werden kann. Dies geschieht über einen oberhalb des Betätigungstellers 4 an diesem befestigten Joystick, von dem in Figur 1 nur ein vergleichsweise kleiner Teil 8 gezeigt ist. An diesem Teil 8 ist ein Handgriff montiert, über den der Betätigungsteller 4 um die beiden Kippachsen 6 geneigt werden kann.
Die beiden Druckregelventile 2a, 2b sind in ihren jeweiligen Neutralstellungen gezeigt, in denen ein jeweiliger Regelkolben 10a, 10b in einer oberen Schließstellung im Gehäuse 1 angeordnet ist, wodurch ein jeweiliger Arbeitsdruckraum 12a, 12b und damit ein jeweils zugeordneter (nicht gezeigter) Arbeitsanschluss nicht mit Steuerdruck versorgt wird. Dazu ist eine Druckmittelverbindung vom zentralen Steuerdruckanschluss P des erfindungsgemäßen Vorsteuergerätes über die den jeweiligen Druckregelventilen 2a, 2b zugeordneten Steuerdruckräume 14a, 14b zu den jeweiligen Arbeitsdruckräumen 12a, 12b durch den Regelkolben 10a, 10b abgesperrt.
Der Arbeitsdruckraum 12a, 12b ist in der gezeigten Neutralstellung über (nicht gezeigte) Steuernuten des Regelkolbens 10a, 10b mit einem jeweiligen Tankdruckraum 16a, 16b verbunden und somit druckentlastet. Die Tankdruckräume 16a, 16b sind über einen gemeinsamen (nicht gezeigten) Tankanschluss des Vorsteuergerätes mit einem (nicht gezeigten) Tank verbunden. Weiterhin sind die Tankdruckräume 16a, 16b über eine Verschlussschraube bzw. über einen Stopfen 18 von den Steuerdruckräumen 14a, 14b und damit vom Steuerdruckanschluss P getrennt.
Jeder Regelkolben 10a, 10b ist über eine schubelastische Verbindung 20a, 20b und über einen Hals 22a, 22b mit einem Stößel 24a, 24b verbunden. Der Stößel 24a, 24b wird über eine Rückstellfeder 26a, 26b und über einen Ring 27a, 27b (in Figur 1 ) nach oben in die Neutralstellung vorgespannt. Dazu stützt sich die Rückstellfeder 26a, 26b an einem Radialbund des Gehäuses 1 ab. Dadurch wird auch der Regelkolben 10a, 10b gegen eine (in Figur 1 ) nach unten gerichtete Kraft einer Regelfeder 28a, 28b in seine Neutralstellung gezogen.
Das Ziehen in Neutralstellung geschieht bei dem in Figur 1 rechts dargestellten erfindungsgemäßen Druckregelventil 2b über den am Stößel 24a befestigten Hals 22a, an dessen dem Regelkolben 10a zugewandten Endabschnitt ein durch eine radiale Erweiterung gebildeter Kopf 30a angebracht ist. Der Kopf 30a hintergreift eine Rückholanlage 32a eines benachbarten ersten Endabschnitts 33a des Regelkolbens 10a.
Figur 2a zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des erfindungsgemäßen Druckregelventils 2a in einem weiteren seitlichen Schnitt, des gegenüber dem Schnitt der Figur 1 um 90 Grad angestellt ist. Dabei ist der Stößel 24a mit dem Hals 22a und mit dem Kopf 30a wiederum in seiner Neutralstellung gezeigt. Zur Führung einer (in Figur 2a) nach unten gerichteten Bewegung des Stößels 24a ist eine gehäusefeste buchsenförmige Stößelführung 34a vorgesehen.
Weiterhin ist der Ring 27a gezeigt, über den der Stößel 24a von der (in Figur 2a nicht gezeigten) Rückstellfeder 26a (in Figur 2a) nach oben in Schließrichtung vorgespannt ist.
Im Inneren des Rings 27a ist eine Ringscheibe 36a konzentrisch angeordnet, an der sich die Regelfeder 28a gegen den Stößel 24a abstützt und dabei den Regelkolben 10a in Öffnungsrichtung vorspannt. Am ersten Endabschnitt 33a des Regelkolbens 10a ist eine stirnseitige konzentrische Ausnehmung 38a eingebracht, deren Durchmesser etwa demjenigen des Kopfes 30a entspricht. An einer Stirnseite des ersten Endabschnitts 33a ist die Ausnehmung 38a radial enger gestuft, wodurch eine Rückholanlage 32a gebildet ist. In der gezeigten Neutralstellung liegt der Kopf 30a an der Rückholanlage 32a an.
Die Ausnehmung 38a hat an ihrer der Rückholanlage 32a gegenüberliegende Seite eine Stirnfläche 40a, wobei ein vorbestimmter Abstand zwischen Kopf 30a und Stirnfläche 40a vorgesehen ist. Durch diesen Abstand ist eine Wegstrecke des Stößels 24a in Öffnungsrichtung des Druckregelventils 2a definiert, entlang dem - abgesehen von Druckkräften - lediglich eine Kraft der Regelfeder 28 wirksam ist. Bei weiter gehender Öffnungsbewegung des Stößels 24a gerät der Kopf 30a in Anlage mit der Stirnfläche 40a und unterstützt dann die (in den Figuren) nach unten gerichtete Öffnungsbewegung des Regelkolbens 10a. Damit ist am Ende eines Regelbereiches des erfindungsgemäßen hydraulischen Vorsteuergerätes ein Drucksprung am jeweiligen Arbeitsdruckraum 12a bzw. am zugeordneten Arbeitsdruckanschluss möglich.
Bei einem Zurückschwenken des (nicht gezeigten) Joysticks um die zweite Kippachse 6b (vgl. Figur 1 ) von einer nach rechts angenommenen Neigung bewegt sich aus vorbeschriebenen Gründen der Stößel 24a (in den Figuren) nach oben, wobei der Kopf 30a in Anlage mit der Rückholanlage 32a gelangt und dabei den Regelkolben 10a über die Rückholanlage 32a mitnimmt.
Der Regelkolben 10a ist ein Stufenkolben mit zwei vom Druck des Arbeitsdruckraums 12a beaufschlagten Ringflächen 42a, 44a (vgl. Figur 2), wobei die in Schließrichtung des Regelkolbens 10a wirkende zweite Ringfläche 44a größer ist als die in Öffnungsrichtung wirkende erste Ringfläche 42a.
Die der ersten Ringfläche 42a zugeordnete erste Steuerkante steuert die Druckmittelverbindung vom Steuerdruckraum 14a zum Arbeitsdruckraum 12a während die der zweiten Ringfläche 44a zugeordnete zweite Steuerkante die Druckmittelverbindung vom Arbeitsdruckraum 12a zum Tankdruckraum 16a steuert. Dabei ist auch in der Neutralstellung ein (vergleichsweise geringer) Querschnitt zwischen dem Arbeitsdruckraum 12a und dem Tankdruckraum 16a geöffnet.
Figur 1 zeigt einen Abschlussstopfen 46a, der im Gehäuse 1 eingeschraubt ist und der zusammen mit einem zweiten Endabschnitt 48a des Regelkolbens 10a einen Raum 50a begrenzt.
Figur 2a zeigt, dass der Raum 50a über eine Längsbohrung 52a mit der Ausnehmung 38a verbunden ist.
Figur 2b zeigt eine Detailvergrößerung der schubelastischen Verbindung 20a in einer Schnittansicht gemäß Figur 2a. Dabei ist seitlich am ersten Endabschnitt 33a des Regelkolbens 10a eine radiale Durchgangsöffnung 54a vorgesehen. Damit ist der Raum 50a über die Längsbohrung 52a, die Ausnehmung 38a und die seitliche Durch- gangsöffnung 54a mit dem Tankdruckraum 16a (vgl. Figur 1 ) verbunden und somit entlastet.
Figur 2a zeigt die Durchgangsöffnung 54a, die teilweise in der Rückholanlage 32a und teilweise im Bereich der Ausnehmung 38a ausgebildet ist. Die Durchgangsöffnung 54a ermöglicht bei der Montage bzw. beim Zusammensetzen des Stößels 24a mit dem Regelkolben 10a ein radiales Einschieben des Kopfs 30a in die Ausnehmung 38a.
Figur 1 verdeutlicht durch einen Vergleich des (in der Figur) rechts dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Druckregelventils 2a mit einem (in der Figur) links dargestellten Beispiel eines Druckregelventils 2b gemäß dem Stand der Technik. Der Hals 22b und der Kopf 30b, die gemäß dem Stand der Technik am Regelkolben 10b befestigt sind, sind erfindungsgemäß von diesem abgetrennt und dem Stößel 24a zugeordnet. Dadurch sind das Volumen und damit die Masse des erfindungsgemäßen Stößels 10a gegenüber dem Stößel 10b deutlich verringert. In Versuchen hat sich bestätigt, dass diese Verringerung der Masse zu einer deutlich geringeren Schwingungsanregung des Regelkolbens 10a und damit des erfindungsgemäßen hydraulischen Vorsteuergerätes führt. Durch Versuche hat sich weiterhin herausgestellt, dass ein hydraulisches Vorsteuergerät, bei dessen Druckregelventilen die Hälse nicht erfindungsgemäß am Stößel befestigt sind, sondern bei denen gemäß dem Stand der Technik die Hälse am jeweiligen Regelkolben befestigt sind, ebenfalls einen gute Schwingungsdämpfung zeigt, wenn die Regelkolben aus einem leichterem Material gefertigt sind. Dazu zählen insbesondere Aluminium und Kunststoff.
Offenbart ist ein hydraulisches Vorsteuergerät, das zumindest ein über eine Betätigungseinrichtung steuerbares Druckregelventil aufweist, das wiederum einen über einen Hals mit einem Stößel verbunden Regelkolben aufweist. Dabei steht der Stößel mit der Betätigungseinrichtung in gefederter Wirkverbindung. Erfindungsgemäß ist der Hals am Stößel befestigt. Dadurch wird die Masse des zu Schwingungen neigenden Regelkolbens gegenüber dem Stand der Technik verringert.

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulisches Vorsteuergerät mit zumindest einem über eine Betätigungseinrichtung (4, 8) steuerbaren Druckregelventil (2a), das einen Regelkolben (10a) aufweist, der über einen Hals (22a) mit einem Stößel (24a) verbunden ist, wobei der Stößel (24a) mit der Betätigungseinrichtung (4, 8) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Hals (22a) am Stößel (24a) befestigt ist.
2. Hydraulisches Vorsteuergerät nach Patentanspruch 1 , wobei jeder Regelkolben (10a) im Wesentlichen aus Aluminium oder Kunststoff besteht.
3. Hydraulisches Vorsteuergerät, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei jeder Stößel (24a) und der zugeordnete Regelkolben (10a) von der Betätigungseinrichtung (4, 8) in einer Öffnungsrichtung des Regelkolbens (10a) verschiebbar sind, und wobei zwischen jedem Hals (22a) und dem zugeordneten Regelkolben (10a) eine schubelastische Verbindung (20a) vorgesehen ist.
4. Hydraulisches Vorsteuergerät nach Patentanspruch 3, wobei jede schubelastische Verbindung (20a) eine Regelfeder (28a), die sich am Stößel (24a) abstützt und die den Regelkolben (10a) in Öffnungsrichtung vorspannt, und einen an einem Endabschnitt des Halses (22a) befestigten Kopf (30a) hat, der in eine an einem ersten Endabschnitt (33a) des Regelkolbens (10a) gebildete Ausnehmung (38a) eingesetzt ist und darin in Öffnungsrichtung verschiebbar ist.
5. Hydraulisches Vorsteuergerät nach Patentanspruch 4, wobei jeder Kopf (30a) bei Verschiebung des zugeordneten Stößels (24a) in Öffnungsrichtung in Anlage mit einer Stirnfläche (40a) der Ausnehmung (38a) bringbar ist.
6. Hydraulisches Vorsteuergerät nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei jedes Druckregelventil (2a) eine Rückstellfeder (26a) hat, die sich an einem Gehäuse (1 ) des zugeordneten Druckregelventils (2a) oder des Vorsteuergerätes abstützt und den Stößel (24a) in einer Schließrichtung vorspannt.
7. Hydraulisches Vorsteuergerät zumindest nach Patentansprüchen 4 und 6, wobei jede Ausnehmung (38a) in Schließrichtung von einer Rückholanlage (32a) begrenzt ist, mit der der zugeordnete Kopf (30a) in Anlage bringbar ist.
8. Hydraulisches Vorsteuergerät zumindest nach Patentansprüchen 4, 5 und 7, wobei jeder erste Endabschnitt (33a) des Regelkolbens (10a) eine seitliche Durchgangsöffnung (54a) aufweist, durch die der Kopf (30a) in die Ausnehmung (38a) einsetzbar ist.
9. Hydraulisches Vorsteuergerät nach einem der Patentansprüche 6 bis 8, wobei der Regelkolben ein Stufenkolben (10a) ist, der eine in Öffnungsrichtung wirksame erste Ringfläche (42a) und eine in Schließrichtung wirksame zweite Ringfläche (44a) hat, die beide vom Druck eines Arbeitanschlusses des zugeordneten Druckregelventils (2a) beaufschlagt sind, wobei die erste Ringfläche (42a) kleiner als die zweite Ringfläche (44a) ist.
10. Hydraulisches Vorsteuergerät nach Patentanspruch 9, wobei vier Druckregelventile (2a) vorgesehen sind, und wobei jeweils zwei Druckregelventile (2a) über ihre zugeordneten Arbeitsanschlüsse mit einem Steuerschieber eines Verbrauchers verbunden sind.
11. Hydraulisches Vorsteuergerät nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei jedes Druckregelventil (2a) einen Steuerdruckraum (14a) und einen Tankdruckraum (16a) und einen dazwischen angeordneten
Arbeitsdruckraum (12a) hat, und wobei mehrere Steuerdruckräume (14a) mit einem Steuerdruckanschluss (P) des Vorsteuergerätes und mehrere Tankdruckräume (16a) mit einem Tankanschluss des Vorsteuergerätes verbunden sind.
12. Hydraulisches Vorsteuergerät zumindest nach den Patentansprüchen 6, 8 und 1 1 , wobei jeder Regelkolben (10a) eine Längsbohrung (52a) aufweist, und wobei ein zwischen dem Gehäuse (1 ) und einem vom jeweiligen Stößel (24a) abgewandten zweiten Endabschnitt (48a) des Regelkolbens (10a) angeordneter Raum (50a) über die Längsbohrung (52a) und über die Durchgangsöffnung (54a) mit dem Tankdruckraum (16a) verbunden ist.
13. Hydraulisches Vorsteuergerät nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Betätigungseinrichtung (4, 8) einen Joystick eines Baggers, Baggerladers, Teleskopladers, Radladers, Kompaktladers oder Krans hat.
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