DE10027382A1 - Hydraulische Steuereinrichtung - Google Patents
Hydraulische SteuereinrichtungInfo
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Abstract
Es wird eine hydraulische Steuereinrichtung (10, 90) zur lastdruckunabhängigen Steuerung eines doppelt wirkenden Motors vorgeschlagen, bei der die Steuereinrichtung bei gleichbleibendem Gehäuse (13) durch Austausch der Druckwaage-Drosselschieber (68, 93) von einem Wegeventil (11) mit Primärindividualdruckwaage (12) für lastdruckunabhängige Steuerung auf ein Wegeventil (91) mit Sekundärindividualdruckwaage (92) für eine Ölstromaufteilung bei Unterversorgung umstellbar ist. Das Gehäuse (13) weist zu diesem Zweck in einer zweiten, die Drosselschieber (68, 93) aufnehmenden Längsbohrung (41) drei axial beabstandete Einmündungen von Steuerdrucköffnungen (51, 52, 53) auf, die durch vertauschte Montage eines Dichtstopfens (66) und eines Absperrstopfens (67) unterschiedlich aktivierbar sind und zusammen mit dem jeweiligen Drosselschieber eine Primärdruckwaage (12) oder eine Sekundärdruckwaage (92) ergeben. Die Steuereinrichtung (10, 90) mit gleichem Gehäuse (13) für unterschiedliche Funktionen ist kostengünstig herstellbar.
Description
Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen
Steuereinrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung eines
doppelt wirkenden Motors nach der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.
Aus der DE 19 44 822 A1 ist eine hydraulische
Steuereinrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung eines
doppelt wirkenden Motors bekannt, bei der eine Druckwaage
stromaufwärts von der am Steuerschieber ausgebildeten
Meßblende geschaltet ist. Bei diesem Wegeventil mit der
Meßblende vorgeschalteter Druckwaage wird deren
Drosselschieber in Schließrichtung vom Druck stromauf der
Meßblende am Steuerschieber und in Öffnungsrichtung vom
Druck stromab der Meßblende, also vom Lastdruck zuzüglich
der Kraft einer Feder beaufschlagt. Die Druckwaage hält
somit die Druckdifferenz über die Meßdrossel am Wegeventil
auch bei unterschiedlichem Lastdruck konstant und somit auch
den zugehörigen Durchfluß, so daß die am Wegeventil
eingestellte Arbeitsgeschwindigkeit konstant gehalten wird.
Ein solches Wegeventil wird auch als LS- (Load Sensing)
Ventil mit Primärindividualdruckwaage bezeichnet, das eine
lastdruckunabhängige Steuerung erlaubt. Von Nachteil bei
dieser Steuereinrichtung ist, daß sie keine
versorgungsabhängige Ölstromaufteilung ermöglicht. Werden
mit solchen Wegeventilen mehrere Motoren im Parallelbetrieb
gleichzeitig gesteuert, so wird zuerst der Motor mit dem
niedrigsten Lastdruck mit einem Druckmittelstrom versorgt,
während der übrige Rest des Volumenstroms zu den anderen
Motoren geleitet wird. Mit dem Lastdruck ändert sich das
Verhältnis der Aufteilung der Volumenströme, das hier nicht
konstant bleibt. Gerade bei Unterversorgung kann dies dazu
führen, daß die Funktion des am niedrigsten belasteten
Motors erhalten bleibt, während ein hochbelasteter, parallel
betätigter Motor stehen bleibt, was in vielen
Anwendungsfällen nicht erwünscht ist. Ein solches LS-
Wegeventil baut relativ aufwendig und teuer, wobei dessen
Gehäuse speziell für diese Bauart ausgerüstet ist und seine
Bauelemente wie Gehäuse, Flanschbilder und Schieber nur für
dieses LS-Wegeventil mit Primärindividualdruckwaage geeignet
ist.
Ferner ist eine solche hydraulische Steuereinrichtung zur
lastdruckkompensierten Steuerung eines doppelt wirkenden
Motors aus der DE 36 34 728 A1 bekannt, wobei zwei derartige
Wegeventile für eine parallele Betätigung der zugeordneten
Motoren von einer gemeinsamen Verstellpumpe mit Druckmittel
versorgt werden, deren Regler über eine Steuerleitung mit
einer Wechselventilkette mit dem jeweils maximalen Lastdruck
der beiden Motoren beaufschlagt wird. Hier ist bei jedem
Wegeventil die zur Lastdruckkompensation dienende Druckwaage
einer Meßblende am Steuerschieber nachgeschaltet, wobei die
Druckwaage zusätzlich den zur Richtungssteuerung dienenden
Kolbenabschnitten des Steuerschiebers vorgeschaltet ist. Der
Drosselschieber in der nachgeschalteten Druckwaage wird in
Öffnungsrichtung vom Druck stromab der Meßblende und in
Schließrichtung vom jeweils höchsten Lastdruck und der
Regeldruckdifferenz durch die Regelfeder beaufschlagt. Bei
solchen Wegeventilen mit Sekundärindividualdruckwaage, die
auch als LC (Load Compensating)-Wegeventile bezeichenbar
sind, lassen sich die eingangs genannten Nachteile
vermeiden. Hier fließt bei Parallelbetätigung von zwei oder
mehr Wegeventilen und nicht ausreichendem Pumpenölstrom,
also bei einer Unterversorgung, gleichmäßig über alle
Meßblenden weniger Öl. Die Druckdifferenzen an den
jeweiligen Meßblenden werden dabei kleiner und es fließt
weniger Öl zu den Motoren. Der Ölstrom durch die Wegeventile
nimmt im Verhältnis zu den vorgegebenen Sollwerten ab. Es
handelt sich also prinzipiell um eine Ventilanordnung zum
Aufteilen des Pumpenstroms in einzelne, zu jedem Motor
fließende Teilströme, wobei auch bei unterschiedlicher
Belastung der Motoren das Teilungsverhältnis konstant bleibt
und somit die Bewegungen aufrecht erhalten werden, ohne daß
es zu einem Stillstand des höchst belasteten Motors kommt.
Auch ein solches LC-Wegeventil baut relativ aufwendig und
teuer, wobei dessen Gehäuse speziell für diese Bauart
ausgerüstet ist und dementsprechend eigene Gehäuse,
Flanschbilder und Schieber aufweist, die sich nur für ein
Wegeventil mit Sekundärindividualdruckwaage eignen.
Ferner ist aus der BP 0 877 169 A2 eine hydraulische
Steuereinrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung eines
doppelt wirkenden Motors bekannt, die mit solchen LC-
Wegeventilen für die Ölstromaufteilung bei Unterversorgung
arbeitet und zu diesem Zweck Sekundärindividualdruckwaagen
aufweist. Ferner weist dieses Wegeventil zwischen
Steuerschieber und Druckwaage ein zusätzliches
Rückschlagventil auf, mit dem höhere
Sicherheitsanforderungen erfüllbar sind. Auch dieses
Wegeventil hat ein Gehäuse, das nur für eine LC-Bauart
geeignet ist und nicht bei einem LS-Wegeventil mit
Primärindividualdruckwaage einsetzbar ist.
Die erfindungsgemäße hydraulische Steuereinrichtung zur
lastdruckunabhängigen Steuerung eines doppelt wirkenden
Motors mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat
demgegenüber den Vorteil, daß sich mit ihr beide Ventile in
LS- und LC-Technik mit dem gleichen Gehäuse herstellen
lassen, indem lediglich ein anderer Drosselschieber für die
Druckwaage eingebaut wird. Es läßt sich somit ein LS-
Wegeventil mit Primärindividualdruckwaage für
lastdruckunäbhängige Steuerung mit dem gleichen Gehäuse
herstellen wie ein LC-Wegeventil mit
Sekundärindividualdruckwaage für die Ölstromaufteilung bei
Unterversorgung. Dabei bleiben die Flanschbilder am Gehäuse
und der Steuerschieber im Gehäuse gleich. Durch die
vorgeschlagene Kanalanordnung sind die Wegeventile mit
unterschiedlichen Funktionen nur noch Montagevarianten, die
sich nur durch die unterschiedlichen Drosselschieber der
Druckwaage unterscheiden. Durch die spezielle Anordnung der
Steuerdrucköffnungen in der den Drosselschieber aufnehmenden
Längsbohrung kann in Verbindung mit den vertauschbar
angeordneten Verschlußstopfen der Längsbohrung die jeweilige
Verschaltung der Steuerschaltung mit dem Drosselschieber
erreicht werden. Dabei bleiben Eingangs- und Endelemente der
Ventilblöcke für beide Schaltungsvarianten gleich.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im
Anspruch 1 angegebenen hydraulischen Steuereinrichtung
möglich. So lassen sich durch die Ausbildungen gemäß den
Ansprüchen 2 bis 4 die Steuerleitungsverbindungen für die
unterschiedlichen Ventilbauarten besonders zweckmäßig
realisieren. Vorteilhaft sind ferner Ausbildungen nach den
Ansprüchen 5 und 6, wodurch alle Funktionen beider Ventile
kompakt im gleichen Gehäuse integrierbar sind. Günstig ist
es dann, wenn die Steuerdrucköffnungen in der Längsbohrung
für den Drosselschieber gemäß den Ansprüchen 7 bis 9
angeordnet werden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung
sowie der Zeichnung.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch
eine hydraulische Steuereinrichtung mit einem LS-Wegeventil
und Primärindividualdruckwaage in vereinfachter Darstellung,
Fig. 2 als Einzelheit ein Wechselventil aus einem
Steuerkreis nach II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine schematische
Darstellung eines Steuerblocks für zwei doppelt wirkende
Motoren mit zwei Steuereinrichtungen in LS-Technik nach
Fig. 1, Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine hydraulische
Steuereinrichtung mit einem LC-Wegeventil und kombinierter
Senkundärindividualdruckwaage in vereinfachter Darstellung
und Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Steuerblocks
für zwei doppelt wirkende Motoren mit zwei
Steuereinrichtungen in LC-Technik nach Fig. 4.
Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine hydraulische
Steuereinrichtung 10 in LS-Technik zur lastdruckunabhängigen
Steuerung eines doppelt wirkenden Motors. Bei der
Steuereinrichtung 10 sind das eigentliche Wegeventil 11 in
Load-Sensing (LS)- Ausführung sowie die zugeordnete
Druckwaage 12 in einer Ausführung als
Primärindividualdruckwaage in einem gemeinsamen Gehäuse 13
angeordnet.
Das Gehäuse 13 hat eine zwischen beiden Stirnseiten
durchgehende Längsbohrung 14, in der durch ringförmige
Erweiterungen insgesamt sieben Kammern 15 bis 21 ausgebildet
sind, von denen die fünf nebeneinanderliegenden Kammern 15
bis 19 der Richtungssteuerung des Druckmittelstroms dienen,
während die beiden außenliegenden Kammern 20, 21 einer
Meßblende 22 zugeordnet sind, welche der
Geschwindigkeitssteuerung des Motors dient. Von den fünf
nebeneinanderliegenden Kammern 15 bis 19 dient die mittlere
Kammer als Zulaufkammer 17, während die neben ihr liegenden
Kammern eine erste Motorkammer 16 und eine zweite
Motorkammer 18 bilden, die mit einem Motoranschluß 23
beziehungsweise 24 in Verbindung stehen. Neben jeder
Motorkammer 16, 18 liegt eine Rücklaufkammer 15
beziehungsweise 19, die in nicht näher gezeichneter Weise
mit einem Rücklaufanschluß im Gehäuse 13 verbunden sind. Von
den beiden Meßblendenkammern 20, 21 dient die neben der
zweiten Rücklaufkammer 19 liegende erste Meßblendenkammer 20
als ablaufseitige Meßblendenkammer und die andere als
zulaufseitige, zweite Meßblendenkammer 21.
In der Längsbohrung 14 ist ein Steuerschieber 25 dicht und
gleitend geführt. Der Steuerschieber 25 ist durch Ringnuten
in sechs Kolbenabschnitten 27 bis 32 unterteilt. Die drei
nebeneinanderliegenden Kolbenabschnitte 27, 28, 29 sind mit
Steuerkanten ausgerüstet und dienen der Richtungssteuerung.
Ein daran angrenzender vierter Kolbenabschnitt 30, der in
der gezeichneten Neutralstellung des Steuerschiebers 25 in
der ablaufseitigen Meßblendenkammer 20 liegt, dient vor
allem zur Entlastung eines Steuerkreises. Der daran
anschließende fünfte Kolbenabschnitt 31 ist Teil der
Meßblende 22 und bestimmt mit seinen Steuerkanten bei
Auslenkung des Steuerschiebers in beide Arbeitsstellungen
jeweils die Größe des Volumenstroms zum Motor und damit
dessen Geschwindigkeit. Der äußere sechste Kolbenabschnitt
32 ragt aus der Längsbohrung 14 heraus, so daß an ihm eine
nicht näher gezeichnete Betätigungseinrichtung angreifen
kann. An seinem entgegengesetzten Ende ragt der
Steuerschieber 25 mit dem ersten Kolbenabschnitt 27 in eine
doppelt wirkende Rückholeinrichtung 33 hinein, deren Bauart
an sich bekannt ist und die den Steuerschieber in seiner
Neutralstellung 34 zentriert, aus der heraus er in zwei
Arbeitsstellungen 35 und 36 auslenkbar ist. Ferner weist der
Steuerschieber 25 eine vierte Schaltstellung 37 auf, die als
Freigang-Stellung ausgeführt ist.
Wie die Fig. 1 ferner zeigt, sind im Gehäuse 13 unterhalb
der ersten Längsbohrung 14 eine sacklochartige Bohrung 39
und darunter noch eine zweite Längsbohrung 41 angeordnet,
die alle parallel zur ersten Längsbohrung 14 verlaufen. Die
Sackloch-Bohrung 39 nimmt in ihrem Inneren ein
Rückschlagventil 42 mit seinem kugeligen Schließglied 43
auf. Demgegenüber verläuft die zweite, mehrfach abgesetzte
Längsbohrung 41 zwischen der ersten, bedienseitig gelegenen
Stirnseite 38 und der der Rückholeinrichtung 33 zugewandten,
zweiten Stirnseite 40 des Gehäuses 13 und nimmt darinnen die
Primärindividualdruckwaage 12 auf. Um dies zu ermöglichen
weist die ablaufseitige Meßblendenkammer 20 eine im
wesentlichen senkrecht zum Steuerschieber 25 sich
erstreckende Verlängerung 45 auf, welche die zweite
Längsbohrung 41 schneidet. Neben dieser Verlängerung 45
erstreckt sich im Gehäuse 13 ebenfalls senkrecht zum
Steuerschieber 25 eine Umlaufkammer 46, in deren
schiebernahem Ende die sacklochartige Bohrung 38 einmündet,
während die Umlaufkammer 46 mit ihrem vom Steuerschieber 25
abgewandten Ende die zweite Längsbohrung 41 durchdringt. Auf
diese Weise bildet eine zwischen der Verlängerung 45 und der
Umlaufkammer 46 verlaufende Wand des Gehäuses 13 einen
Ringsteg 47, der auf beiden Seiten gehäusefest eine erste
Steuerkante 48 in der Verlängerung 45 sowie eine zweite
Steuerkante 49 in der Umlaufkammer 46 aufweist.
Wie die Fig. 1 ferner zeigt, münden in die zweite
Längsbohrung 41 an drei axial voneinander beabstandeten
Stellen eine erste (51), zweite (52) beziehungsweise dritte
Steuerdrucköffnung (53). Dabei wird die erste
Steuerdrucköffnung 51 von einem Kanal 54 gebildet, der von
einem Zulaufkanal 55 ausgeht und in einen erweiterten
Abschnitt 56 der zweiten Längsbohrung 41 mündet. Dabei
verläuft der Zulaufkanal 55 zwischen den beiden
Flanschflächen des Gehäuses 13 und steht mit der
zulaufseitigen, zweiten Meßblendenkammer 21 in Verbindung.
Der Kanal 54 mit seiner Steuerdrucköffnung 51 liegt dabei in
einem Bereich des Gehäuses 13, der zwischen der Verlängerung
45 und der bedienseitigen Stirnfläche 38 liegt. Dabei ist
der Abstand der ersten Steuerdrucköffnung 51 von der ersten
Stirnseite 38 im wesentlichen gleich groß gewählt wie der
Abstand der dritten Steuerdrucköffnung 53 von seiner
zugeordneten zweiten Stirnseite. Die dritte
Steuerdrucköffnung 53 ist dabei Teil einer mit Y'
bezeichneten Steuerleitung 57, über welche ein maximaler
Lastdruck eines Steuerkreises in die zweite Längsbohrung 41
führbar ist. Die dritte Steuerdrucköffnung 53 liegt dabei in
entsprechender Weise in einem zweiten erweiterten Abschnitt
58, welcher dem ersten erweiterten Abschnitt 56 entspricht.
In dem Bereich der zweiten Längsbohrung 41 zwischen den
beiden erweiterten Abschnitten 56, 58 liegt ein innerer
Abschnitt 59, in dem die zweite Steuerdrucköffnung 52 in die
zweite Längsbohrung 41 mündet. Die zweite Steuerdrucköffnung
52 liegt dabei in geringem Abstand von der Umlaufkammer 46.
Die zweite Steuerdrucköffnung 52 ist dabei zum Abgreifen des
maximalen Lastdruckes des angeschlossenen Motors vorgesehen.
Wie dabei die Fig. 1 in Verbindung mit der Fig. 2 als
Einzelheit näher zeigen, wird dieses Drucksignal aus der
zweiten Steuerdrucköffnung 52 im Wegeventil 11 in einem
Wechselventil 61 mit einem anderen Drucksignal aus einem
zweiten Wegeventil 62 verglichen und das ausgewählte
maximale Lastdrucksignal über einen Steuerdruckkanal 63
weitergeleitet. Wechselventil 61 und Steuerdruckkanal 63
bilden dabei Teile eines an sich bekannten
Steuerdruckkreises 64, in dem in an sich bekannter Weise
über Wechselventilketten der maximale Lastdruck ausgewählt
und für eine Load-Sensing-Steuerung verwendet wird.
In dem Gehäuse 13 ist die zweite durchgehende Längsbohrung
41 nach außen durch Verschlußstopfen 65 verschlossen, die in
zwei Bauarten vorliegen, nämlich als Dichtstopfen 66 und als
Absperrstopfen 67. In dem für das LS-Wegeventil 11
vorgesehenen Gehäuse 13 ist der Dichtstopfen 66 in den
ersten erweiterten Abschnitt 56 eingeschraubt und dient
zugleich als Anschlag für einen Drosselschieber 68 der
Primärindividualdruckwaage 12. Der in den zweiten
erweiterten Abschnitt 58 eingeschraubte Absperrstopfen 67
ragt mit einem Bund 69 dichtend in den inneren Abschnitt 59
der zweiten Längsbohrung 41, so daß er die dritte
Steuerdrucköffnung 53 übergreift und damit hydraulisch
absperrt. Dichtstopfen 66 und Absperrstopfen 67 sind
zusammen mit der zweiten Längsbohrung 41 so ausgebildet, daß
die beiden Verschlußstopfen 65 auch miteinander vertauscht
in der zweiten Längsbohrung 41 angeordnet werden können.
Wie die Fig. 1 ferner zeigt, ist in der zweiten
Längsbohrung 41 zwischen den beiden Verschlußstopfen der
Drosselschieber 68 gleitend geführt. Der Drosselschieber 68
weist an einem ersten Kolbenabschnitt 71 eine Steuerkante 72
auf, die mit der gehäusefesten ersten Steuerkante 48 am
Ringsteg 47 zusammenarbeitet. Der erste Kolbenabschnitt 71
hat eine dem Dichtstopfen 66 zugewandte Meßfläche 73, an
welcher der Drosselschieber 68 über die erste
Steuerdrucköffnung 51 vom Druck im Zulaufkanal 55
beaufschlagt wird. Auf seiner entgegengesetzten Stirnfläche
74 wird der Drosselschieber 68 von einer Druckfeder 75
beaufschlagt, die in einem Federraum 76 angeordnet ist und
den Drosselschieber 68 mit seinem Anschlagbolzen 77
anliegend am Dichtstopfen 66 in einer Ausgangslage hält.
Ferner wird der Federraum 76 über im Inneren des
Drosselschiebers 68 verlaufende Bohrungen 78 mit dem Druck
in der Verlängerung 45, also mit dem Druck stromabwärts von
der Meßblende 22, in Öffnungsrichtung beaufschlagt.
Die ablaufseitige Meßblendenkammer 20 steht auf diese Weise
über einen Querkanal 79 mit der Zulaufkammer 17 in
Verbindung, wobei in diesen Querkanal 79 hintereinander die
Druckwaage 12 und das Rückschlagventil 42 geschaltet sind.
Der Drosselschieber 68 liegt so stromabwärts von der
Meßblende 22, ist aber auf seiner Meßfläche 73 vom
Zulaufdruck beaufschlagt, so daß er in einem LS-Wegeventil
11 die Funktion einer Primärindividualdruckwaage übernehmen
kann.
Die Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung einen
Steuerblock, bei dem neben der ersten Steuereinrichtung 10
eine gleichartige, zweite Steuereinrichtung 62
aneinandergeflanscht sind, so daß wenigstens zwei doppelt
wirkende Motoren parallel betätigbar sind. Die
Steuereinrichtungen 11, 62 sind zwischen einer
Anschlußplatte 81 und einer Endplatte 82 angeordnet und
parallel an den durchgehenden Zulaufkanal 55 angeschlossen.
Der Zulaufkanal 55 wird von einer
Druckmittelversorgungseinheit 83 mit Druckmittel versorgt,
wobei über den Steuerkreis 64 der maximale Lastdruck
zurückgeführt wird.
Dazu bilden die Wechselventile 61 in beiden
Steuereinrichtungen 10, 62 eine Ventilkette, über welche der
jeweils maximale Lastdruck ausgewählt und weitergeleitet
wird beziehungsweise eine Entlastung des Steuerkreises 64
erfolgt. In Fig. 3 sind dabei funktionsgleiche Bauelemente
wie in Fig. 1 bezeichnet, so daß die Verschaltung der
Steuerdrucköffnungen 51, 52 und 53 sowie die Funktion des
Absperrstopfens 67 erkennbar wird.
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 wird wie folgt
erläutert, wobei die grundsätzliche Funktion derartiger LS-
Wegeventile als an sich bekannt vorausgesetzt wird. Bei den
untereinander gleichen, parallel geschalteten
Steuereinrichtungen 10, 62 ist die jeweilige
Primärindividualdruckwaage 12 der Meßblende 22 jeweils
nachgeschaltet und liegt zudem stromauf von den Richtungs-
Steuerkanten im Wegeventil 11. Dabei ist der Drosselschieber
68 so ausgebildet und angeordnet und wird von den
Steuerdrücken so beaufschlagt, daß die Funktion einer
Primärindividualdruckwaage erreicht wird. So wirkt der Druck
vom Zulaufkanal 55 und damit stromaufwärts von der Meßblende
22 über den Kanal 54 und die erste Steuerdrucköffnung 51 auf
die Meßfläche 73 des Drosselschiebers 68 in schließender
Richtung. Der Druck stromabwärts der Meßblende 22 in der
Verlängerung 45 wird über die Bohrungen 78 im
Drosselschieber 68 in den Federraum 76 geführt, wo er
zusammen mit der Feder 75 den Drosselschieber 68 in
öffnender Richtung beaufschlagt. Mit dem Wechselventil 61
erfolgt der Druckvergleich zwischen dem Druck Y1 im
Federraum 76 und dem Druck Y2 aus der benachbarten
Steuereinrichtung 62. Der im Steuerdruckkreis 64
ausgewählte, höchste Lastdruck wird einerseits zur Pumpe 83
und andererseits in die Steuerleitung 57 geleitet. Diese
Steuerleitung 57 ist aber in jeder Steuereinrichtung 10
beziehungsweise 62 durch den Absperrstopfen 67 abgesperrt,
wobei der jeweilige Bund 69 die Abdichtung zum Federraum 76
hin übernimmt. Auf der Gegenseite wirkt der Dichtstopfen 66
als Anschlag für den Drosselschieber 68.
In der Neutralstellung 34, wie dies in Fig. 1 und Fig. 3
näher dargestellt ist, ist der an der zweiten
Steuerdrucköffnung 52 angeschlossene Steuerdruckkreis 64
über die Bohrungen 78 im Drosselschieber 68, die
Verlängerung 45, die ablaufseitige Meßblendenkammer 20 sowie
die offene Steuerkante am vierten Kolbenabschnitt 30 zur
zweiten Rücklaufkammer 19 entlastet. Damit wird auch die
Pumpe 83 auf einen niedrigen Ausgangsdruck geregelt. Eine
solche Entlastung des Steuerdruckkreises 64 baut besonders
einfach und ermöglicht eine Ausbildung des Steuerschiebers
25 als Vollschieber, der somit keine internen
Verbindungsbohrungen aufweist. Die gleiche Art der
Entlastung läßt sich auch erreichen, wenn der Steuerschieber
25 seine vierte Schaltstellung 37 für Freigang einnimmt.
Wird die Steuereinrichtung 10 für sich allein betätigt und
dabei in eine der Arbeitsstellungen 35 oder 36 ausgelenkt,
so läßt sich eine lastdruckunabhängige Steuerung des
angeschlossenen Motors erzielen. Der von der
Druckmittelversorgungseinheit 83 über den Zulaufkanal 55
ankommende Volumenstrom fließt dann über die aufgesteuerte
Meßblende 22 und die nachgeschaltete Primärdruckwaage sowie
das Rückschlagventil 43 in die Zulaufkammer 17 und weiter
zum Motor beziehungsweise vom Motor in den Rücklauf zurück.
Bevor hierbei die Meßblende 22 öffnet, steuert der vierte
Kolbenabschnitt 30 die Verbindung zur zweiten Rücklaufkammer
19 zu, so daß kein Ölverlust zum Rücklauf hin auftritt. Auch
wirkt der Druck stromaufwärts von der Meßblende 22 auf die
Meßfläche 73 des Drosselschiebers 68 und verschiebt diesen
gegen die Kraft der Feder 75 in Richtung einer
Schließstellung, wobei die Steuerkante 72 am ersten
Kolbenabschnitt 71 mit der ersten, gehäusefesten Steuerkante
48 zusammenarbeitet. Der beim Öffnen der Meßdrossel 22 in
der Verlängerung 45 sich aufbauende Druck kann sich über die
Bohrungen 78 hinweg auch in dem Federraum 76 aufbauen und
den Drosselschieber 68 in Öffnungsrichtung belasten. Bei
einem über den Querkanal 79 zum Motor fließenden
Volumenstrom hält somit die Druckwaage 12 das Druckgefälle
über die Meßblende 22 in an sich bekannter Weise konstant,
so daß die Geschwindigkeit des Motors proportional zur
Auslenkung des Steuerschiebers 25 und dabei unabhängig von
Lastdruckschwankungen gesteuert wird. Das Rückschlagventil
42 im Querkanal 79 sorgt dabei auch bei irgendwelchen
Störungen für ein sicheres Halten der Last.
Werden jedoch beide Steuereinrichtungen 10, 62 gleichzeitig
betätigt, so verhindern die vom Zulaufdruck beaufschlagten
Primärindividualdruckwaagen 12 eine gegenseitige
Beeinflussung bei unterschiedlichen Verbraucherdrücken im
Parallelbetrieb, solange ein genügend großer Volumenstrom
von der Druckmittelversorgungseinheit 83 zur Verfügung
gestellt wird. Kommt es jedoch zu einer Unterversorgung mit
Volumenstrom, so kann dies zu den an sich bekannten
Nachteilen führen, wobei die Funktion des am niedrigsten
belasteten Motors erhalten bleibt, während es zu einem
Stillstand bei einem Motor mit hohem Druck kommt, was in
vielen Anwendungsfällen nicht erwünscht ist.
Die Fig. 4 zeigt nun als zweite Ausführungsform der
Erfindung eine dritte Steuereinrichtung 90, die als LC-
Wegeventil 91 für eine Ölstromaufteilung bei Unterversorgung
ausgeführt ist und zu diesem Zweck mit einer
Sekundärindividualdruckwaage 92 arbeitet. Diese dritte
Steuereinrichtung 90 unterscheidet sich von der ersten
Steuereinrichtung 10 nach Fig. 1 wie folgt, wobei für
gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Entscheidend ist nun, daß für diese dritte Steuereinrichtung
90 mit Ausnahme eines anderen Drosselschiebers 93 die
gleichen Teile wie bei der ersten Steuereinrichtung 10
verwendet werden, insbesondere das Gehäuse 13 mit seinem
Steuerschieber 25, das Rückschlagventil 42 sowie das
Wechselventil 61 nach Fig. 2 und auch die beiden
Verschlußstopfen 65. Jedoch sind bei der dritten
Steuereinrichtung 90 im Gehäuse 13 die Verschlußstopfen 65
vertauscht montiert, weshalb der Absperrstopfen 67 in dem
ersten erweiterten Abschnitt 56 der zweiten Längsbohrung 41
sitzt, während der Dichtstopfen 66 in dem zweiten
erweiterten Abschnitt 58 befestigt ist. Der Absperrstopfen
67, der ebenfalls als Anschlag für den Drosselschieber 93
dient, blockiert nun hydraulisch die erste
Steuerdrucköffnung 51. Andererseits erlaubt der Dichtstopfen
66, daß nun die dritte Steuerdrucköffnung 53 mit dem
Federraum 76 in Verbindung steht.
Der zweite Drosselschieber 93 für die
Sekundärindividualdruckwaage 92 hat nun an einem ersten
Kolbenabschnitt 94 eine Steuerkante 95, die mit der zweiten
gehäusefesten Steuerkante 49 zusammenarbeitet. Zudem ist die
Meßfläche 73 auf der gleichen Seite des Kolbenabschnitts 94
wie die Steuerkante 95 ausgebildet und wird somit vom Druck
in der Verlängerung 45 beaufschlagt. Mit einem zweiten
Kolbenabschnitt 96 ist der Drosselschieber 93 im Bereich des
inneren Abschnitts 59 der zweiten Längsbohrung 41 gleitend
geführt und trennt dabei hydraulisch den mit der dritten
Steuerdrucköffnung 53 verbundenen Federraum 76 von der
zweiten Steuerdrucköffnung 52. Diese zweite
Steuerdrucköffnung 52 ist über eine Ringnut 97 im
Drosselschieber 93 ständig mit der Umlaufkammer 46
verbunden. Ferner ist am ersten Kolbenabschnitt 94 des
Drosselschiebers 93 eine Kerbe 98 angeordnet, über welche in
Ausgangsstellung des Drosselschiebers 93 die Umlaufkammer 46
ständig zur Verlängerung 45 und damit weiter zur zweiten
Rücklaufkammer 19 entlastet ist.
Die Fig. 5 zeigt in entsprechender Weise wie Fig. 3 in
schematischer Darstellung einen Steuerblock, bei dem neben
der dritten Steuereinrichtung 90 eine gleichartige, zweite
Steuereinrichtung 100 aneinandergeflanscht sind, so daß
wenigstens zwei doppelt wirkende Motoren parallel betätigbar
sind. Die Anschlußplatte 81, die Endplatte 82 sowie die
Druckmittelversorgungseinheit 83 sind gleich wie in Fig. 3.
Wie aus Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 5 hervorgeht, wurde
zur Erzielung eines LC-Wegeventils mit
Sekundärindividualdruckwaage die Lage der
Steuerdruckabgriffe 51, 52, 53 im Gehäuse 13 nicht geändert
und lediglich der Drosselschieber 93 selbst verändert. In
der Sekundärdruckwaage 92 wirkt nun auf die Meßfläche 73 der
Druck der Verlängerung 45 und somit also der Druck
stromabwärts der Meßblende 22. Ferner wirkt im Federraum 76
der jeweils höchste Lastdruck Y'. Dieser Abgriff des
Lastdrucksignals erfolgt aus der Umlaufkammer 46, über die
Ringnut 97 im Drosselschieber 93, die zweite
Steuerdrucköffnung 52 und das Wechselventil 61, von wo das
Lastdrucksignal auch in die Steuerleitung 57 und damit zur
dritten Steuerdrucköffnung 53 gelangen kann.
In der Neutralstellung der dritten Steuereinrichtung 90 ist
die zweite Steuerdrucköffnung 52 über die Kerbe 98 und den
Steuerschieber 25 zur zweiten Rücklaufkammer 19 entlastet.
Der Absperrstopfen 67 sperrt den nicht benötigten
Steuerdruck vor der Meßblende 22 hydraulisch ab, indem sein
Bund 69 die Verbindung zur Verlängerung 45 blockiert.
Die Wirkungsweise der dritten Steuereinrichtung 90 wird wie
folgt erläutert, wobei die grundsätzliche Funktion eines
derartigen LC-Wegeventils als an sich bekannt vorausgesetzt
wird. Wird die dritte Steuereinrichtung 90 für sich allein
betätigt, und in eine der Arbeitsstellungen 35 oder 36
ausgelenkt, so läßt sich eine lastdruckunabhängige Steuerung
des angeschlossenen Motors erzielen. Dabei fließt der von
der Druckmittelversorgungseinheit 83 über den Zulaufkanal 55
kommende Volumenstrom über die aufgesteuerte Meßblende 22
und die nachgeschaltete Sekundärdruckwaage 92, sowie das
Rückschlagventil 42 in die Zulaufkammer 17 und weiter zum
Motor beziehungsweise vom Motor in den Rücklauf zurück. Die
Sekundärdruckwaage 92 hält hierbei das Druckgefälle über die
Meßblende 22 konstant, so daß die Geschwindigkeit des Motors
proportional zur Auslenkung des Steuerschiebers 25 gesteuert
wird.
Werden beide Steuereinrichtungen 90 und 100 parallel
betätigt, so ergibt sich eine versorgungsabhängige
Ölstromaufteilung, die auch als sogenanntes soziales
Verhalten bezeichnet wird. Dabei ist der jeweils höchste, an
einem der Motoren auftretende Lastdruck an die Federseite 76
aller Sekundärdruckwaagen 92 der Steuereinrichtungen 90 und
100 angelegt. Damit stellen sich die Drosselschieber 93
beider Druckwaagen 92 so ein, daß an ihrer der jeweiligen
Meßblende 22 zugekehrten Stirnseite 73 auch bei
unterschiedlicher Belastung der Motoren stets gleicher Druck
herrscht, so daß die Meßblenden 22 vom im Verhältnis
zueinander stets konstanten Druckmittelmengen durchflossen
werden. Es handelt sich also prinzipiell um eine
Ventilanordnung zum Aufteilen des Pumpenstroms in einzelne,
zu jedem Motor fließende Teilströme, wobei auch bei
unterschiedlicher Belastung der Motoren das
Teilungsverhältnis konstant bleibt und damit die gewünschte
Geschwindigkeit aufrechterhalten wird. Fließt bei dieser
Parallelbetätigung beider Steuereinrichtungen 90, 100 kein
ausreichender Pumpenölstrom, so daß eine Unterversorgung
vorliegt, so fließt gleichmäßig über alle Meßblenden 22
entsprechend weniger Öl. Dafür sorgt die nachgeschaltete
Sekundärdruckwaage 92, die den Druck stets auf den höchsten
Lastdruck plus Regeldruckdifferenz regelt. Bei
Unterversorgung sinkt der Pumpendruck und die
Druckdifferenzen an den Meßblenden 22 werden dabei kleiner,
es fließt weniger Öl zu den Motoren. Der Ölstrom durch die
Steuereinrichtungen 90, 100 nimmt im Verhältnis zu den
vorgegebenen Sollwerten ab. Die Druckdifferenz an den
Meßblenden sinkt bis die Summe der Teilölströme dem
Pumpenölstrom entspricht.
Durch die vorgeschlagenen Kanalanordnungen im Gehäuse 13 in
Verbindung mit einem unterschiedlichen Drosselschieber sind
somit unterschiedliche Wegeventile in LS-Technik
beziehungsweise in LC-Technik darstellbar, die einmal mit
Primärindividualdruckwaage und zum anderen mit
Sekundärindividualdruckwaage arbeiten und die ausgehend vom
gleichen Gehäuse durch Montagevarianten erzielbar sind.
Selbstverständlich sind an den gezeigten Ausführungsformen
Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung
abzuweichen.
Claims (17)
1. Hydraulische Steuereinrichtung zur lastdruckunabhängigen
Steuerung eines doppelt wirkenden Motors mit einem
Wegeventil, dessen Gehäuse in einer Längsbohrung einen
Steuerschieber aufnimmt, der zur Steuerung von Richtung und
Geschwindigkeit des Motors dienende Kolbenabschnitte
aufweist und mit einem den Kolbenabschnitten für die
Richtungssteuerung vorgeschalteten Querkanal, in den eine
Zwei-Wege-Druckwaage geschaltet ist, deren Druckwaage-
Drosselschieber von einer Feder entgegen einer
Differenzkraft aus zwei Steuerdrücken beaufschlagbar ist,
wobei der Drosselschieber in einer zweiten Längsbohrung
angeordnet ist, die stirnseitig durch mindestens einen
Verschlußstopfen nach außen absperrbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10, 90) bei
gleichbleibendem Gehäuse (13) durch Austausch der
Druckwaage-Drosselschieber (68, 93) von einem Wegeventil
(11) mit Primärindividualdruckwaage (12) für
lastdruckunabhängige Steuerung auf ein Wegeventil (91) mit
Sekundärindividualdruckwaage (92) für eine Ölstromaufteilung
bei Unterversorgung umstellbar ist.
2. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die den Drosselschieber (68, 93)
aufnehmende zweite Längsbohrung (41) im Gehäuse (13)
durchgehend ausgebildet ist und stirnseitig von zwei
Verschlußstopfen (65) absperrbar ist, von denen einer als
Dichtstopfen (66) und der andere als Absperrstopfen (67)
ausgeführt sind.
3. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Absperrstopfen (67) und der
Dichtstopfen (66) gegenseitig vertauscht in der zweiten
Längsbohrung (41) befestigbar sind.
4. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Längsbohrung (41)
axial verteilt an drei Stellen Steuerdrucköffnungen (51, 52,
53) angeordnet sind, wovon die beiden außenliegenden
Steuerdrucköffnungen (51, 53) von dem Absperrstopfen (67)
hydraulisch absperrbar sind.
5. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der als Meßblende (22)
für die Geschwindigkeitssteuerung dienende Kolbenabschnitt
(31) am Steuerschieber (25) über den gehäuseseitigen
Querkanal (79) mit dem davon getrennt angeordneten
Kolbenabschnitt (28) für die Richtungssteuerung am
Steuerschieber (25) verbunden ist, wobei die der Meßblende
(22) zugeordneten Meßblendenkammern (20, 21) in der ersten
Längsbohrung (14) seitlich neben den fünf Arbeitskammern (15
bis 19) für die Richtungssteuerung im Gehäuse (13)
angeordnet sind.
6. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die stromabwärts liegende
Meßblendenkammer (20) eine sich etwa senkrecht zum
Kolbenschieber (25) erstreckende Verlängerung (45) hat, die
im wesentlichen parallel zu einer Umlaufkammer (46) verläuft
und daß die Verlängerung (45) und die Umlaufkammer (46) die
zweite Längsbohrung (41) durchdringen, während die
stromaufwärts liegende Meßblendenkammer (21) mit einem
Zulaufkanal (55) Verbindung hat und über einen Kanal (54) in
die zweite Längsbohrung (41) ragt zur Bildung einer ersten
Steuerdrucköffnung (51).
7. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 4
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem inneren
Abschnitt (59) der zweiten Längsbohrung (41) eine zweite
Steuerdrucköffnung (52) mündet, die mit einem Wechselventil
(61) eines Steuerdruckkreises (64) in Verbindung steht,
wobei insbesondere die zweite Steuerdrucköffnung (52) neben
der Umlaufkammer (46) angeordnet ist,
6. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten Steuerdrucköffnung
(52) und einem stirnseitigen Gehäuseende (40) eine dritte
Steuerdrucköffnung (53) in die zweite Längsbohrung (41)
mündet.
9. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 4
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und dritte
Steuerdrucköffnung (51, 53) jeweils in einen aufgeweiteten
Abschnitt (56, 58) der zweiten Längsbohrung (41) münden und
ihre jeweiligen Abstände von den zugeordneten Stirnseiten
(38, 40) des Gehäuses (13) im wesentlichen gleich groß sind.
10. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche
4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gehäuse (13)
zwischen Umlaufkammer (46) und ablaufseitiger
Meßblendenkammer (20) liegende Wand in der zweiten
Längsbohrung (41) einen Ringsteg (47) bildet, der auf beiden
Seiten die gehäuseseitigen Steuerkanten (48, 49) für die
Druckwaage-Schieber (68, 93) bildet.
11. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zwischen
den zwei parallelen Längsbohrungen (14, 41) für den
Steuerschieber (25) und den Drosselschieber (68, 93) eine
dritte Bohrung (39) aufweist, die alle in einer Ebene liegen
und von denen die dritte, mittlere Bohrung (39) ein
Rückschlagventil (42) aufnimmt.
12. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die mittlere Bohrung (39) sacklochartig
ausgebildet ist und mit ihrem inneren Ende in die im
wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Steuerschiebers
(25) verlaufende Umlaufkammer (46) ragt, welche die zweite
Längsbohrung (41) durchdringt.
13. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber
(25) als Vollschieber ohne Verbindungsleitungen für Arbeits-
oder Steuerdruckmittel in seinem Inneren ausgeführt ist.
14. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem oder mehreren
der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Ausbildung einer Primärindividualdruckwaage (12) die zweite
Längsbohrung (41) einen Drosselschieber (68) aufnimmt, der
auf seiner von einem Federraum (76) abgewandten Meßfläche
(73) über die erste Steuerdrucköffnung (51) vom Druck im
Zulauf (55) beaufschlagbar ist und der im Federraum (76)
über Bohrungen (78) im Drosselschieber (68) vom Druck
stromabwärts der Meßblende (22) sowie der Kraft einer Feder
(75) beaufschlagbar ist und daß die Steuerkante (72) des
Drosselschiebers (68) mit der in der ablaufseitigen
Meßblendenkammer (20) liegenden, gehäusefesten Steuerkante
(48) am Ringsteg (47) zusammenarbeitet.
15. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite, den Drosselschieber (68)
aufnehmende Längsbohrung (41) an der bedienseitig gelegenen
Stirnseite (38) vom Dichtstopfen (65) und auf der anderen
Stirnseite (40) vom Absperrstopfen (67) verschlossen ist,
der zugleich die dritte Steuerdrucköffnung (53) von der
zweiten Steuerdrucköffnung (52) absperrt.
16. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem oder mehreren
der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Ausbildung einer Sekundärindividualdruckwaage (92) die
zweite Längsbohrung (41) einen Drosselschieber (93)
aufnimmt, der auf seiner zum Federraum (76) entgegengesetzt
liegenden Meßfläche (73) vom Druck in der stromabwärts
liegenden Meßblendenkammer (20) beaufschlagbar ist und der
im Federraum (76) über die dritte Steuerdrucköffnung (53)
vom Lastdruck und der Kraft der Feder (75) beaufschlagbar
ist und daß die Steuerkante (95) des Drosselschiebers (93)
mit der in der Umlaufkammer (46) liegenden, gehäusefesten
Steuerkante (49) am Ringsteg (47) zusammenarbeitet.
17. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite, den Drosselschieber (93)
aufnehmende Längsbohrung (41) an der bedienseitig gelegenen
Stirnseite (38) vom Absperrstopfen (67) verschlossen ist,
der die erste Steuerdrucköffnung (51) von der ablaufseitigen
Meßblendenkammer (20) trennt, während die dritte
Steuerdrucköffnung (53) mit dem Federraum (76) verbunden
ist, welcher vom Dichtstopfen (66) in der anderen Stirnseite
(40) Verschlossen ist und daß der Drosselschieber (93) die
zweite Steuerdrucköffnung (52) von der dritten
Steuerdrucköffnung (53) absperrt und über eine Ringnut (97)
im Drosselschieber (93) stets mit der Umlaufkammer (46) in
Verbindung hält.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |