-
Die Erfindung betrifft ein Ventil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein hydraulisches Antriebssystem mit einem derartigen Ventil.
-
Aus dem Datenblatt, welches am 25.05.2020 unter der Internetadresse https://www.boschrexroth.com/various/utilities/mediadirectory/download/index.jsp?ob iect nr=RD64322 abrufbar war, ist ein Ventilblock bekannt, welcher aus mehreren einzelnen Ventilen zusammengesetzt ist. Die Ventile sind grundsätzlich als hydraulische 4/2-Wegeventile ausgeführt, die stetig verstellbar sind. Die entsprechenden Steuerschieber werden hydraulisch oder elektrohydraulisch verstellt. Im Betrieb kann es vorkommen, dass an dem Aktuator, welcher an das Ventil angeschlossen ist, eine ziehende Last angreift. Dabei kann der Fall eintreten, dass der von der Pumpe geförderte Fluidstrom nicht ausreicht, um die zulaufseitige Druckkammer des Aktuators zur füllen, so dass dort Kavitation entsteht. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Aktuators wird in diesem Fall durch die zweite Blende des Ventils im Rücklauf bestimmt.
-
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Ventils besteht darin, dass Kavitation zum Zulauf vermieden wird, wenn ziehende Lasten am zugeordneten Aktuator angreifen. Es ist nicht mehr erforderlich, das Öffnungsverhalten der zweiten Blende im Rücklauf an die konkreten Einsatzbedingungen speziell anzupassen. Die zweite Blende braucht nicht übermäßig klein ausgeführt werden, was zu unnötigen Energieverlusten führen würde. Es kann vielmehr ein- und dasselbe Ventil für viele unterschiedliche Einsatzbedingungen verwendet werden, ohne dass Kavitation bedingte Schäden zu befürchten sind.
-
Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass ein Fluidströmungspfad ausgehend vom ersten Stelldruckanschluss über eine dritte Blende, weiter über eine erste Steuerstelle, weiter über eine verstellbare fünfte Blende zu einer zweiten Steuerstelle verläuft, wobei eine dritte Steuerstelle zwischen der ersten Blende und dem ersten Arbeitsanschluss angeordnet ist, wobei der Druck an der ersten Steuerstelle den Steuerschieber in Richtung einer Verstellung zur ersten Stellung hin beaufschlagt, wobei die fünfte Blende in Öffnungsrichtung vom Druck stromaufwärts der fünften Blende beaufschlagt ist, wobei die fünfte Blende in Schließrichtung vom Druck an der dritten Steuerstelle beaufschlagt ist. Der Druck an der dritten Steuerstelle sinkt ab, wenn Kavitation auftritt. In der Folge öffnet die fünfte Blende, so dass der Fluidströmungspfad freigegeben wird, wobei er sonst geschlossen ist. In der Folge fällt der Druck an der ersten Steuerstelle unter den Druck am ersten Stelldruckanschluss. Folglich verkleinert sich der Öffnungsquerschnitt der zweiten Blende im Rücklauf und zwar so lange, bis der Druck an der dritten Steuerstelle wieder ansteigt und der Kavitationszustand beendet ist.
-
Die zweite Steuerstelle ist vorzugsweise so an den Rücklaufanschluss, den ersten Arbeitsanschluss oder an eine andere Stelle des Ventils angeschlossen, dass das bei offener fünfter Blende im Fluidströmungspfand fließende Druckfluid mit einem niedrigen Gegendruck in eine Druckfluidsenke abfließen kann. Bei der Druckfluidsenke kann es sich um einen Tank handeln. Es ist aber auch denkbar, dass zumindest ein Teil des genannten Druckfluids zu einem Aktuator geleitet wird. Die erste Blende und/oder die zweite Blende sind vorzugsweise durch Bewegung des Steuerschiebers stetig verstellbar. Vorzugsweise werden sie abschnittsweise vom Steuerschieber begrenzt. Der Strömungswiderstand der ersten Blende kann kleiner als der Strömungswiderstand der zweiten Blende ausgelegt sein. Das Ventil wird vorzugsweise mit einem Druckfluid verwendet, bei dem es sich höchst vorzugsweise um eine Flüssigkeit, insbesondere um Hydrauliköl, handelt. Der Steuerschieber ist vorzugsweise linearbeweglich.
-
Typischerweise werden ziehende Lasten durch die Wirkung der Schwerkraft verursacht, so dass sie nur in eine Richtung wirken. Wenn ausnahmsweise ziehende Lasten in zwei entgegengesetzte Richtungen auftreten, kann eine dritte Stellung des Ventils analog zur ersten Stellung des Ventils ausgebildet sein, wobei sich die erste und die dritte Stellung hinsichtlich der Bewegungsrichtung des Aktuators unterscheiden.
-
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
-
Es kann vorgesehen sein, dass die zweite und die dritte Steuerstelle zusammenfallen, wobei die fünfte Blende von einem Rückschlagventil gebildet wird. Diese Ausführungsform ist besonders einfach ausgebildet. Wie sich insbesondere aus den Ausführungen zu 2 ergibt, kann das genannte Rückschlagventil sehr einfach in den Steuerschieber integriert werden, so dass es keinen zusätzlichen Bauraum benötigt. Ein Ventilkörper des Rückschlagventils ist vorzugsweise als Kugel ausgeführt. Ein Ventilsitz des Rückschlagventils wird vorzugsweise von einer kreisringförmig umlaufenden Kante gebildet.
-
Es kann vorgesehen sein, dass die zweite Steuerstelle zwischen der zweiten Blende und dem Rücklaufanschluss angeordnet ist, wobei die fünfte Blende Bestandteil einer Druckwaage ist. Diese Ausführungsform weist gegenüber der zuvor beschriebenen Ausführungsform eine höhere Funktionssicherheit auf, da der widerstandsarme Abfluss des Druckfluids aus dem Fluidströmungspfad sicher gewährleistet ist. Die Herstellung der Druckwaage ist jedoch aufwändiger und teurer als die Herstellung des Rückschlagventils.
-
Es kann vorgesehen sein, dass die fünfte Blende innerhalb des Steuerschiebers angeordnet ist. Damit benötigt das Ventil besonders wenig Bauraum. Es sind keine Leckagen zu befürchten, die nach außen aus dem Ventil austreten. Vorzugsweise ist das genannte Rückschlagventil bzw. die genannte Druckwaage innerhalb des Steuerschiebers angeordnet.
-
Es kann vorgesehen sein, dass im Fluidströmungspfad benachbart zur fünften Blende eine verstellbare vierte Blende angeordnet ist. Mit der vierten Blende soll erreicht werden, dass der erfindungsgemäße Fluidströmungspfad ausschließlich in der ersten Stellung wirksam ist, wobei er in allen anderen Stellungen des Steuerschiebers fluiddicht verschlossen ist.
-
Es kann vorgesehen sein, dass die vierte Blende zumindest abschnittsweise unmittelbar vom Steuerschieber begrenzt wird. Im Übrigen wird die vierte Blende vorzugsweise von einem Gehäuse des Ventils begrenzt. Damit wird ein Öffnungsquerschnitt der vierten Blende durch Bewegung des Steuerschiebers verstellt.
-
Es kann vorgesehen sein, dass die vierte Blende durch Bewegung des Steuerschiebers verstellbar ist, wobei die vierte Blende so ausgelegt ist, dass der Fluidströmungspfad abseits der ersten Stellung gesperrt ist, wobei er ausschließlich in der ersten Stellung freigebbar ist. Damit ist der erfindungsgemäße Fluidströmungspfad ausschließlich in der ersten Stellung des Steuerschiebers wirksam.
-
Es kann vorgesehen sein, dass die vierte Blende so ausgelegt ist, dass sie bei einer Bewegung des Steuerschiebers von der zweiten zur ersten Stellung hin später öffnet als die erste Blende. Bei kleinen Öffnungsquerschnitten der ersten und mithin der zweiten Blende ist keine Kavitation zu befürchten. Durch die vorstehende Auslegung sind vor allem in der zweiten Stellung allenfalls geringe Leckagen an der vierten Blende zu befürchten, welche die Funktion des Ventils stören könnten.
-
Es kann vorgesehen sein, dass die dritte Blende einen konstanten Strömungswiderstand aufweist. Das erfindungsgemäße Ventil ist damit besonders einfach herstellbar, wobei die erfindungsgemäße Funktion dennoch uneingeschränkt vorhanden ist.
-
Schutz wird außerdem für ein hydraulisches Antriebssystem mit einem erfindungsgemäßen Ventil beansprucht, wobei an den ersten und den zweiten Arbeitsanschluss ein Aktuator angeschlossen ist, wobei an den Rücklaufanschluss ein Tank angeschlossen ist, wobei eine Pumpe vorgesehen ist, welche Druckfluid vom Tank zum Zulaufanschluss fördern kann, wobei der Pumpe eine Regelvorrichtung zugeordnet ist, mit welcher ein Förderdruck und/oder ein Förderstrom der Pumpe abhängig von einem vorgebbaren Sollwert regelbar ist, wobei der Sollwert vom Druck am ersten Stelldruckanschluss abhängt. Die Pumpe kann ein verstellbares Verdrängungsvolumen aufweisen, welches von der Regelvorrichtung verstellbar ist. Die Pumpe kann ein konstantes Verdrängungsvolumen aufweisen, wobei von der Pumpe gefördertes Druckfluid über eine Umlaufdruckwaage in den Tank zurückleitbar ist, wobei die Umlaufdruckwaage von der Regelvorrichtung verstellbar ist. Bei dem Aktuator kann es sich um einen Hydraulikzylinder oder einen Hydromotor handeln.
-
Es kann vorgesehen sein, dass das Ventil einen zweiten Stelldruckanschluss aufweist, wobei der Druck am zweiten Stelldruckanschluss den Steuerschieber in Richtung einer Verstellung von der ersten Stellung weg beaufschlagt, wobei der Sollwert vom höheren der Drücke am ersten und am zweiten Stelldruckanschluss abhängt. Der Sollwert kann beispielsweise unter Verwendung eines Wechselventils gebildet werden. Der Sollwert liegt vorzugsweise um eine vorgegebene Druckdifferenz oberhalb des genannten höheren Drucks.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- 1 einen hydraulischen Schaltplan eines hydraulischen Antriebssystems mit einem erfindungsgemäßen Ventil gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine grobschematische Schnittansicht des Ventils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
- 3 einen hydraulischen Schaltplan eines hydraulischen Antriebssystems mit einem erfindungsgemäßen Ventil gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 4 eine grobschematische Schnittansicht des Ventils gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
-
1 zeigt einen hydraulischen Schaltplan eines hydraulischen Antriebssystems 10 mit einem erfindungsgemäßen Ventil 20 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das hydraulische Antriebssystem 10 ist vorliegend als offener hydraulischer Kreislauf ausgeführt, wobei die Erfindung auch in einem geschlossenen hydraulischen Kreis verwendbar ist. Alle Tanksymbole 12 in 1 bezeichnen denselben Tank. Das hydraulische Antriebssystem 10 wird vorzugsweise mit einem Druckfluid in Form einer Flüssigkeit und höchst vorzugsweise mit Hydrauliköl verwendet.
-
Die Hauptpumpe 13 saugt Druckfluid aus dem Tank 12 an und fördert es über das erfindungsgemäße Ventil 20 zu einem Aktuator 11. Das vom Aktuator 11 zurückströmende Druckfluid strömt über das Ventil 20 in den Tank 12. Es versteht sich, dass die Hauptpumpe 13 mehrere Aktuatoren 11 parallel versorgen kann, wobei jedem Aktuator 11 ein Ventil 20 zugeordnet ist. Mit dem Ventil 20 wird die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des betreffenden Aktuators 11 eingestellt. Bei dem Aktuator 11 kann es sich um einen Zylinder oder einen Hydromotor handeln.
-
Die Hauptpumpe 13 hat vorliegend ein verstellbares Verdrängungsvolumen, wobei sie beispielsweise als Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise ausgeführt ist. Der Hauptpumpe 13 ist eine Regeleinrichtung 14 zugeordnet, welche das Verdrängungsvolumen der Hauptpumpe 13 verstellen kann. Vorliegend wird das Verdrängungsvolumen abhängig vom höchsten Stelldruck eingestellt. Das Ventil 20 wird vorliegend hydraulisch mit zwei Stelldrücken verstellt, welche von einem ersten und einem zweiten Druckreduzierventil 51; 52 bereitgestellt werden. Die beiden Stelldrücke sind eingangsseitig an ein Wechselventil 50 angeschlossen, dessen Ausgangsdruck als Sollwert 60 der Regelvorrichtung 14 zugeführt wird. Die Druckreduzierventile 51; 52 werden beispielsweise von einer gesonderten Steuerölpumpe 15 mit Druckfluid versorgt.
-
Bei einem derartigen hydraulischen Antriebssystem 10 kann es vorkommen, dass an dem Aktuator 11 ziehende Lasten angreifen. Vorliegend ist der Aktuator 11 als Hydraulikzylinder ausgeführt, welcher eine Last 16 gegen die Wirkung der Schwerkraft anheben und absenken kann. Beim Absenken zieht die Last 16 am Aktuator 11. In diesem Betriebszustand kann es vorkommen, dass sich die Last 16 so schnell absenkt, dass die Hauptpumpe 13 nicht mehr genug Druckfluid fördert, um die in 1 obere Zylinderkammer vollständig zu füllen. Es kommt zu Kavitation. Dies wird mit der vorliegenden Erfindung vermieden.
-
Das Ventil 20 hat eine erste, eine zweite und eine dritte Stellung 31; 32; 33, welche in der angegebenen Reihenfolge nebeneinander angeordnet sind, wobei weitere Stellungen vorhanden sein können. Die mittlere zweite Stellung 32 ist eine Sperrstellung, in welcher der Aktuator 11 hydraulisch fest eingespannt ist. Der Zulaufanschluss 23, der Rücklaufanschluss 24 und der erste und der zweite Arbeitsanschluss 21; 22 am Ventil 20 sind dementsprechend in der zweiten Stellung 32 gesperrt. Das Ventil 20 ist vorzugsweise mit wenigstens einer Feder 34 in die zweite Stellung 32 vorgespannt. Mit dem Stelldruck, der am ersten Stelldruckanschluss 25 anliegt, kann das Ventil 20 in die erste Stellung 31 bewegt werden. Mit dem Stelldruck, der am zweiten Stelldruckanschluss 26 anliegt, kann das Ventil 20 in die dritte Stellung 33 bewegt werden. In der dritten Stellung 33 wird die Last 16 gegen die Wirkung der Schwerkraft angehoben, so dass von vorne herein keine Kavitation zu befürchten ist. Der Zulaufanschluss 23 ist dementsprechend mit dem zweiten Arbeitsanschluss 22 verbunden, wobei der Rücklaufanschluss 24 mit dem ersten Arbeitsanschluss 21 verbunden ist.
-
Das kritische Absenken der Last 16 erfolgt in der ersten Stellung 31. Dann ist der Zulaufanschluss 23 über eine stetig verstellbare erste Blende 41 mit dem ersten Arbeitsanschluss 21 verbunden, wobei der zweite Arbeitsanschluss 22 über eine stetig verstellbare zweite Blende 42 mit dem Rücklaufanschluss 24 verbunden ist. Die erste und die zweite Blende 41; 42 werden durch Bewegung eines Steuerschiebers 30 des Ventils 20 verstellt. In der zweiten Stellung 32 sind sie ganz geschlossen, wobei ihr Öffnungsquerschnitt zum Ende der ersten Stellung 31 hin stetig und monoton zunimmt. Der Öffnungsquerschnitt der ersten Blende 41 ist vorzugsweise stets kleiner als der Öffnungsquerschnitt der zweiten Blende 42. Die Geschwindigkeit des Aktuators 11 wird vorzugsweise durch die Fördermenge der Hauptpumpe 13 oder durch geeignete (nicht dargestellte) zusätzliche Ventile bestimmt. Der Öffnungsquerschnitt der ersten Blende 41 ist vorzugsweise mindestens so groß, dass eine ungewünschte Reduzierung der Zulaufmenge verhindert wird.
-
Die zweite Blende 42 bestimmt nur dann die Geschwindigkeit des Aktuators 11, wenn an diesem eine ziehende Last angreift, wobei der Förderstrom der Hauptpumpe 13 nicht mehr ausreicht, um die an den ersten Arbeitsanschluss 21 angeschlossene Zylinderkammer zu füllen. Dann fällt der Druck an der dritten Steuerstelle 63, die zwischen der ersten Blende 41 und dem ersten Arbeitsanschluss 21 angeordnet ist. Wenn dieser Fall eintritt, wird durch den erfindungsgemäßen Fluidströmungspfad der Öffnungsquerschnitt der zweiten Blende 42 so weit reduziert, dass der Druck an der dritten Steuerstelle 63 wieder ansteigt. Dementsprechend reicht der Förderstrom der Hauptpumpe 13 wieder aus, um die genannte Zylinderkammer zu füllen, wobei keine Kavitation mehr auftritt.
-
Der erfindungsgemäße Fluidströmungspfad verläuft ausgehend vom ersten Stelldruckanschluss 25, über eine dritte Blende 43, weiter über eine erste Steuerstelle 61, weiter über eine optionale vierte Blende 44, weiter über eine verstellbare fünfte Blende 45 zu einer zweiten Steuerstelle 62. Bei der zweiten Steuerstelle 62 handelt es sich um eine beliebige Druckfluidsenke, welche so ausgewählt ist, dass dann, wenn die fünfte Blende 45 offen ist, das Druckfluid aus dem Fluidströmungspfand im Wesentlichen ohne Gegendruck abfließen kann. Bei der ersten Ausführungsform fällt die zweite Steuerstelle 62 mit der dritten Steuerstelle 63 zusammen. Bei der mit Bezug auf die 3 und 4 erläuterten zweiten Ausführungsform wurde in erster Linie eine andere zweite Steuerstelle 62 ausgewählt.
-
Der Steuerschieber 30 wird nicht, wie sonst üblich, unmittelbar vom Druck am ersten Stelldruckanschluss 25 beaufschlagt, sondern vom Druck an der ersten Steuerstelle 61.
-
So lange die fünfte Blende 45 geschlossen ist, sind diese beiden Drücke im Wesentlichen gleich. Sobald die fünfte Blende 45 öffnet, bewirkt die dritte Blende 43 einen Druckabfall, so dass der Druck an der ersten Steuerstelle 61 gegenüber dem Druck am ersten Stelldruckanschluss 25 sinkt. In der Folge verschiebt sich der Steuerschieber 30 zu einer weniger weit geöffneten zweiten Blende 42 hin. Die dritte Blende 43 hat vorzugsweise einen konstanten Öffnungsquerschnitt bzw. einen konstanten Strömungswiderstand.
-
Die verstellbare fünfte Blende 45 ist so ausgelegt, dass sie geschlossen ist, wenn der Druck an der dritten Steuerstelle 63 hoch ist, wobei sie offen ist, wenn der Druck an der dritten Steuerstelle 63 niedrig ist. Im einfachsten Fall wird die fünfte Blende 45 von einem Rückschlagventil 40 gebildet, welches ausschließlich einen Fluidstrom von der ersten 61 zur zweiten Steuerstelle 62 hin zulässt, wobei die zweite 62 mit der dritten Steuerstelle 63 zusammenfällt. Das Rückschlagventil 40 wird vorzugsweise von einer Feder 48 in die geschlossene Stellung vorgespannt, so dass es erst ab einer vorgegebenen Druckdifferenz öffnet.
-
Wegen der optionalen vierten Blende 44 wird auf die Ausführungen zu 2 verwiesen. Mit der vierten Blende 44 wird erreicht, dass der Fluidströmungspfad ausschließlich in der ersten Stellung 31 freigegeben ist, wobei er in der zweiten und der dritten Stellung 32; 33 permanent geschlossen ist.
-
2 zeigt eine grobschematische Schnittansicht des Ventils 20 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Der Steuerschieber 30 ist in einer kreiszylindrischen Bohrung 29 eines Gehäuses 27 linearbeweglich aufgenommen, wobei in 2 nur auf einer Seite der Bohrung 29 das Gehäuse 27 dargestellt ist. Das Gehäuse 27 ist mit mehreren in Bewegungsrichtung nebeneinander angeordneten Gehäuseausmündungen 28 versehen, welche als kreisrunde Mündungsöffnungen oder als ringförmig um den Steuerschieber 30 umlaufende Nuten ausgebildet sein können. Die Gehäuseausmündungen 28 sind beispielsweise wie in 2 dargestellt fluidisch permanent miteinander verbunden, wobei sie den Zulaufanschluss 23, den Rücklaufanschluss 24 und den ersten und den zweiten Arbeitsanschluss 21, 22 bilden.
-
Ein Teil der Gehäuseausmündungen 28 ist über einen Verbindungskanal 70 ausschließlich innerhalb des Ventils 20 fluidisch permanent miteinander verbunden, wobei sie keinen Anschluss bilden.
-
Der Steuerschieber 30 ist im Wesentlichen fluidisch dicht an die Bohrung 29 angepasst, wobei er mehrere Halsabschnitte 36 mit reduziertem Durchmesser aufweist, die abhängig von der Stellung des Steuerschiebers 30 die verschiedenen Fluidverbindungen zwischen den genannten Anschlüssen 21; 22; 23; 24 herstellen. Insbesondere im Bereich der ersten Blende 41 ist der Steuerschieber 30 mit wenigstens einer Steuerkerbe 37 versehen, wobei die Steuerkerben 37 ggf. gleichförmig verteilt über den Umfang des Steuerschiebers 30 angeordnet sind. Damit wird die gewünschte stetige Verstellbarkeit der ersten Blende 41 erreicht.
-
Vorliegend ist der Steuerschieber 30 ausgehend von der zweiten Stellung minimal zur ersten Stellung hin verschoben. Dementsprechend ist die zweite Blende 42 in der Verbindung vom zweiten Arbeitsanschluss 22 zum Rücklaufanschluss 24 minimal geöffnet. Weiter ist die erste Blende 41, welche den Zulaufanschluss 23 mit dem Verbindungskanal 70 verbindet, minimal geöffnet. Der Halsabschnitt 36a verbindet den Verbindungskanal 70 wiederum mit dem ersten Arbeitsanschluss 21.
-
Der Verbindungskanal 70 bildet die zweite und die dritte Steuerstelle 62; 63, die bei der ersten Ausführungsform zusammen fallen. Die vierte Blende 44 wird von einem Kanal 38 innerhalb des Steuerschiebers 30 gebildet, welcher im Bereich einer Gehäuseausmündung radial aus dem Steuerschieber 30 ausmündet. In der ersten Stellung ist die vierte Blende 44 geöffnet, wobei sie im Übrigen verschlossen ist. Der genannte Kanal 38 ist Bestandteil des oben erläuterten Fluidströmungspfads, wobei er an der dem ersten Stelldruckanschluss 25 zugeordneten Stirnseite des Steuerschiebers 30 ausmündet. In diesem Kanal 38 ist das Rückschlagventil 40 angeordnet, welches ausschließlich einen Fluidstrom vom ersten Stelldruckanschluss 25 zur vierten Blende 44 hin zulässt. Der entsprechende Ventilkörper, der vorzugsweise als Kugel ausgeführt ist, wird von einer Feder 48 in die geschlossene Stellung vorgespannt. Der entsprechende Ventilsitz ist vorzugsweise kreiskegelförmig oder in Form einer kreisringförmig umlaufenden Kante ausgeführt, wobei er unmittelbar am Ventilschieber 30 oder an einem gesonderten Einsatz angeordnet sein kann.
-
Die erste Steuerstelle 61 wird vorzugsweise vom Innenraum eines gesonderten, topfartigen Steuerdeckels 71 gebildet, welcher fest mit dem Gehäuse 27 verbunden ist. Der Steuerdeckel 71 überdeckt die dem ersten Stelldruckanschluss 25 zugewandte Stirnseite des Steuerschiebers 30. In dem Steuerdeckel 71 kann eine Feder (Nr. 34 in 1) aufgenommen sein, welche den Steuerschieber 30 in die zweite Stellung vorspannt. Die dritte Blende 43 ist vorzugsweise am genannten Steuerdeckel angeordnet, insbesondere im Bereich des ersten Stelldruckanschlusses 25.
-
Der Ordnung halber ist darauf hinzuweisen, dass die Lage der vierten Blende 44 innerhalb des Fluidströmungspfads 1 nicht entsprechend der tatsächlichen und bevorzugten Lage nach 2 dargestellt ist. Sie ist vorzugsweise zwischen der fünften Blende 45 und der zweiten Steuerstelle 62 angeordnet.
-
3 zeigt einen hydraulischen Schaltplan eines hydraulischen Antriebssystems 10 mit einem erfindungsgemäßen Ventil 20' gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform ist bis auf die nachfolgend erläuterten Unterschiede identisch zur ersten Ausführungsform ausgebildet, so dass diesbezüglich auf die Ausführungen zu 1 und 2 verwiesen wird. In den 1, 2, 3 und 4 sind gleiche bzw. sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
-
Bei der zweiten Ausführungsform sind die zweite und die dritte Steuerstelle 62; 63 verschieden voneinander ausgeführt. Die zweite Steuerstelle 62 ist zwischen der zweiten Blende 42 und dem Rücklaufanschluss 24 angeordnet. Das Druckfluid aus dem erfindungsgemäßen Fluidströmungspfand kann damit nahezu direkt zum Tank 12 hin abfließen, wobei es einem geringen Gegendruck ausgesetzt ist. Die fünfte Blende 45 wird nunmehr von einer Druckwaage 46 gebildet, wobei die fünfte Blende 45 zwischen die erste und die dritte Steuerstelle 61; 63 geschaltet ist. In Öffnungsrichtung der fünften Blende 45 wird die Druckwaage 46 vom Druck stromaufwärts der fünften Blende 45 beaufschlagt. In Schließrichtung der fünften Blende 45 wird die Druckwaage 46 vom Druck an der dritten Steuerstelle 63 beaufschlagt.
-
Die vierte Blende 44 ist in 3 entsprechend ihrer tatsächlichen Lage im Fluidströmungspfad zwischen der fünften Blende 45 und der zweiten Steuerstelle 62 dargestellt, so wie dies auch in 4 gezeigt ist.
-
4 zeigt eine grobschematische Schnittansicht des Ventils 20' gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Druckwaage 46 umfasst einen kreiszylindrischen Kolben 73, welcher in einer im Wesentlichen fluiddicht angepassten Bohrung 72 im Steuerschieber 30 linearbeweglich aufgenommen ist. In diese Bohrung 72 münden ein Kanal 74 im Steuerschieber 30 radial ein, der vorzugsweise jedenfalls in der ersten Stellung des Steuerschiebers 30 permanent an die Gehäuseausmündung 28a angeschlossen ist. Die Gehäuseausmündung 28a ist wiederum zwischen der zweiten Blende 42 und dem Rücklaufanschluss 24 fluidisch angeschlossen. In der in 4 rechten Stellung des Kolbens 73 überdeckt dieser den Kanal 74. In der in 4 linken Stellung wird eine Fluidverbindung vom Kanal 74 zum Innenraum der Bohrung 72 und von dort weiter zur Stirnseite des Steuerschiebers 30 und damit zur ersten Steuerstelle 61 freigegeben. Der Kanal 74 bildet zusammen mit dem Kolben 73 die verstellbare fünfte Blende 45. In 4 von rechts her, also in Öffnungsrichtung der fünften Blende 45, ist der Kolben 73 vom Druck an der ersten Steuerstelle 61 bzw. vom Druck stromaufwärts der fünften Blende 45 beaufschlagt. In Schließrichtung der fünften Blende 45 ist der Kolben 73 vom Druck an der dritten Steuerstelle 63 beaufschlagt, die bei der zweiten Ausführungsform vom Verbindungskanal 70 gebildet wird.
-
Im Übrigen wird auf die Ausführungen zu 2 verwiesen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- hydraulisches Antriebssystem
- 11
- Aktuator
- 12
- Tank
- 13
- Hauptpumpe
- 14
- Regelvorrichtung
- 15
- Steuerölpumpe
- 16
- Last
- 20
- Ventil (erste Ausführungsform)
- 20'
- Ventil (zweite Ausführungsform)
- 21
- erster Arbeitsanschluss
- 22
- zweiter Arbeitsanschluss
- 23
- Zulaufanschluss
- 24
- Rücklaufanschluss
- 25
- erster Stelldruckanschluss
- 26
- zweiter Stelldruckanschluss
- 27
- Gehäuse
- 28
- Gehäuseausmündung
- 28a
- Gehäuseausmündung
- 29
- Bohrung
- 30
- Steuerschieber
- 31
- erste Stellung
- 32
- zweite Stellung
- 33
- dritte Stellung
- 34
- Feder
- 36
- Halsabschnitt
- 36a
- Halsabschnitt
- 37
- Steuerkerbe
- 38
- Kanal
- 40
- Rückschlagventil
- 41
- erste Blende
- 42
- zweite Blende
- 43
- dritte Blende
- 44
- vierte Blende
- 45
- fünfte Blende
- 46
- Druckwaage
- 48
- Feder an der fünften Blende
- 50
- Wechselventil
- 51
- erstes Druckreduzierventil
- 52
- zweites Druckreduzierventil
- 60
- Sollwert
- 61
- erste Steuerstelle
- 62
- zweite Steuerstelle
- 63
- dritte Steuerstelle
- 70
- Verbindungskanal
- 71
- Steuerdeckel
- 72
- Bohrung
- 73
- Kolben
- 74
- Kanal
