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Die
Erfindung betrifft eine hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung
eines Verbrauchers gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
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Aus
der
DE 100 45 404
C2 ist eine LS-Steueranordnung bekannt, bei der ein hydraulischer
Verbraucher, beispielsweise ein doppelt wirkender Zylinder zum Bewegen
einer Last über
ein stetig verstellbares Wegeventil mit Druckmittel versorgbar ist.
Im Druckmittelzulauf zum Zylinder und im Ablauf vom Zylinder sind
jeweils Sperrventile vorgesehen, wobei das zulaufseitige Sperrventil
durch den Druck stromabwärts
des Wegeventils in eine Öffnungsstellung gebracht
wird. Das ablaufseitige Sperrventil kann durch Betätigen eines
Aufstoßkolbens
in eine Öffnungsstellung
gebracht werden, die das Ablaufen des Druckmittels vom Verbraucher
hin zum Wegeventil ermöglicht.
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Bei
der bekannten Lösung
erfolgt über
den ablaufseitigen Sperrblock eine Ablaufregelung durch Rückkopplung
des Ablaufdruckes vor der den Ablauf bestimmenden Schiebersteuerkante
des stetig verstellbaren Wegeventils auf den Aufstoßkolben
des Sperrblockes.
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Problematisch
bei dieser Lösung
ist, dass beispielsweise bei einer "ziehenden Last" der Druck im Zulauf unter den Druck
im Ablauf absinken kann, wobei im Zulauf die Gefahr einer Unterversorgung der
zulaufseitigen Zylinderkammer auftreten kann. Eine derartige Unterversorgung
kann zu Kavitationen führen,
durch die der Verbraucher oder die diesem zugeordneten hydraulischen
Schaltelemente beschädigt
werden können.
Ein derartiger Betriebszustand kann beispielsweise dann auftreten,
wenn eine Last zunächst
angehoben wird, dann einen Totpunkt überwindet und anschließend ziehend
auf den hydraulischen Verbraucher wirkt.
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Aus
der
DE 199 31 142
C2 ist eine ähnlich aufgebaute
Steueranordnung bekannt, bei der allerdings die Ablaufregelung über den
Sperrblock nicht erfolgt, sondern eine Zulaufregelung über eine
dem Wegeventil vorgeschaltete Individualdruckwaage durchgeführt wird.
Diese ist in Öffnungsrichtung
von der Kraft einer Feder und vom Druck im Zulauf zum Verbraucher
beaufschlagt. Auch bei dieser Lösung kann
es im Fall einer ziehenden Last zu den vorbeschriebenen Problemen
kommen, des weiteren soll auch der ablaufende Druckmittelvolumenstrom
lastdruckunabhängig
gesteuert werden.
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Prinzipiell
sind zur Vermeidung einer Unterversorgung mehrere Methoden bekannt.
So können beispielsweise
Nachsaugventile vorgesehen werden, über die im Fall einer Unterversorgung
Druckmittel aus dem Tank nachgesaugt werden kann. Durch den geringen
Differenzdruck zwischen Zylindersaugseite und Tankdruck müssen derartige
Nachsaugventile jedoch einen sehr großen Querschnitt aufweisen.
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Eine
andere Möglichkeit
besteht in der Verwendung von Vorspannventilen im Druckmittelablauf. Dabei
besteht jedoch das Problem, dass der Zulaufdruck, insbesondere bei
kleinen Lasten, sehr stark angehoben werden muß, wodurch hohe Energieverluste
bestehen.
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Alternativ
können
auch Senk-Brems-Ventile verwendet werden, die jedoch ebenfalls einen
hohen Druck auf der Zulaufseite benötigen, um den Volumenstrom
auf der Ablaufseite zu steuern.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steueranordnung
zur Ansteuerung eines Verbrauchers, insbesondere eines doppelt wirkenden
Verbrauchers zu schaffen, bei der die Gefahr einer Unterversorgung
minimiert ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Steueranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 gelöst.
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Erfindungsgemäß hat die
Steueranordnung ein stetig verstellbares Wegeventil, dem eine Individualdruckwaage
zugeordnet ist. Diese wird in Öffnungsrichtung
von der Kraft einer Feder und einem Steuerdruck beaufschlagt und
in Schließrichtung
von einem Druck im Zulauf stromaufwärts des Wegeventils. Im normalen
Betriebszustand der Steueranordnung, beispielsweise beim Anheben
einer Last, entspricht der Steuerdruck dem Druck im Zulauf stromabwärts des
Wegeventils, d. h. dem Lastdruck und entspricht somit einer herkömmlichen
LS-Steuerung.
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Bei
Gefahr einer Unterversorgung, d.h. bei Absinken des Druckes im Zulauf
und bei einer Druckbelastung im Ablauf (beispielsweise bei einer
ziehenden Last) wird der Steuerdruck angehoben, so dass er höher ist
als der Druck im Zulauf stromabwärts
des Wegeventils. Durch diese Anhebung des in Öffnungsrichtung wirksamen Steuerdruckes
wird das Regeldruckgefälle
an der zulaufseitigen Steuerkante des Wegeventils angehoben, so
dass ein größerer Druckmittelvolumenstrom
zu der zulaufseitigen Zylinderkammer gefördert wird und eine Unterversorgung verhindert
werden kann.
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Erfindungsgemäß wird es
bevorzugt, wenn dieser Steuerdruck im Fall einer Unterversorgung
auf einem konstanten, angehobenen Niveau gehalten wird. Dieser angehobene
Steuerdruck kann beispielsweise im Druckmittelströmungspfad
zwischen dem ablaufseitigen Sperrblock und einer Ablaufsteuerkante
des Wegeventils abgegriffen werden.
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Alternativ
kann der Steuerdruck auch von jeder anderen beliebigen verfügbaren Konstantdruckquelle
abgegriffen werden.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat
der Sperrblock einen Aufstoßkolben,
der zum Entsperren mit einem Entsperrsteuerdruck beaufschlagbar
ist. Bei dieser Variante wird es möglich, den beispielsweise über ein
Druckreduzierventil eingestellten Entsperrsteuerdruck als Steuerdruck
zu verwenden.
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Dabei
wird es bevorzugt, den Aufstoßkolben mit
dem ablaufseitigen Druck zu beaufschlagen, so dass dieser in Aufstoßrichtung
von dem Entsperrsteuerdruck und in Gegenrichtung vom Druck im Ablauf
beaufschlagt ist, so dass eine im wesentlichen lastunabhängige Ablaufregelung
ermöglicht
ist.
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Bei
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
werden die zulauf- und ablaufseitigen Drücke stromabwärts des
Wegeventils und stromaufwärts
des jeweiligen Sperrventils abgegriffen und der jeweils höhere Druck über ein
Wechselventil zum Federraum der Individualdruckwaage geführt.
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Bei
einer alternativen Lösung
können
diese beiden Drücke
noch mit dem Entsperrsteuerdruck verglichen und der größte dieser
Drücke über eine Wechselventilanordnung
zu der in Öffnungsrichtung wirksamen
Steuerfläche
der Individualdruckwaage geführt
werden.
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Bei
einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist der Aufstoßkolben des
Sperrblockes in Abheberichtung von einer Feder beaufschlagt. In
diesem Fall kann eine Druckfeder schwächer ausgeführt werden, über die
ein im Sperrkolben geführter
Vorsteuerkegel in seine Schließposition
vorgespannt ist.
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Das
Sperrventil kann mit oder ohne Sitzdifferenz ausgeführt werden.
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Sonstige
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer
Unteransprüche.
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Im
folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Schaltschema eines
Ausführungsbeispiels
einer LS-Steueranordnung;
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2 eine vergrößerte Darstellung
der Steueranordnung aus 1 und
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3 ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Steueranordnung.
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1 zeigt eine Ventilscheibe 1 eines
Mobilsteuerblockes, über
die ein Verbraucher eines mobilen Arbeitsgerätes mit Druckmittel versorgbar
ist. Die Ventilscheibe 1 nimmt eine LS-Steueranordnung
mit einem stetig verstellbaren Wegeventil 2, eine Individualdruckwaage 4 und
zwei Sperrventile 6, 8 auf, über die dem Verbraucher, beispielsweise
einem Hydrozylinder 10 Druckmittel aus einer Pumpe, beispielsweise
einer Verstellpumpe 12 zuführbar und über die das Druckmittel vom
Verbraucher 10 zu einem Tank T zurückführbar ist.
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Ein
Zylinderraum 14 des Hydrozylinders 10 ist an einen
Arbeitsanschluß A
und ein Ringraum 16 an einen Arbeitsanschluß B angeschlossen,
der Tank ist an einen Tankanschluß S und die Verstellpumpe 12 an
einen Druckanschluß P
(senkrecht zur Zeichenebene in 1)
angeschlossen.
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Gemäß 1 ist ein Druckwaagenkolben 15 der
Individualdruckwaage 4 – im folgenden Druckwaage genannt – in einer Druckwaagenbohrung 17 der
Ventilscheibe 1 axial verschiebbar geführt. Der Druckwaagenkolben 15 hat
eine mittlere Ringnut, über
die er in einen Steuerbund 18 und in einen rückseitigen
Federbund 20 unterteilt ist. Am Steuerbund 18 sind
eine Vielzahl von Steuerkerben vorgesehen, die eine Steuerkante 22 ausbilden, über die
die Verbindung von einem an den Druckanschluß P angeschlossenen Druckraum 24 zu
einem benachbarten Druckkanal 28 auf- bzw. zusteuerbar
ist. Der Druckwaagenkolben 15 ist mittels einer an einer
Stirnseite der Druckwaagenbohrung 17 abgestützten Regelfeder 30 in
eine Richtung vorgespannt, in der die Verbindung zwischen dem Druckraum 24 und
dem Druckkanal 28 geöffnet
ist. Ein die Regelfeder 30 aufnehmender Federraum ist an
einen Steuerkanal 34 angeschlossen, der zum Ausgang eines
Wechselventils 36 führt.
Die in 1 linke Stirnfläche der Druckwaagenbohrung 16 begrenzt
mit der benachbarten Stirnfläche
des Steuerbundes 18 einen Steuerraum 38, der über einen
weiteren Steuerkanal mit dem Druck im Druckkanal 28 beaufschlagt
ist. Im weiteren Steuerkanal 40 ist des weiteren eine Dämpfungsdrossel 42 zur
Dämpfung
hochfrequenter Schwingungen vorgesehen. Der Druckkanal 28 verzweigt
gemäß 1 in zwei zum Wegeventil 2 führende Kanäle 44, 46.
Einzelheiten dieses Wageventils 2 und der beiden Sperrblöcke 6, 8 werden
anhand 2 erläutert.
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Das
stetig verstellbare Wegeventil 2 hat einen Ventilschieber 48,
der in einer Ventilbohrung 50 der Ventilscheibe 1 axial
verschiebbar aufgenommen ist. Der Ventilschieber 48 ist über eine
Zentrierfederanordnung 52, 53 in seine dargestellte
Grundposition vorgespannt. Aus dieser Grundposition lässt sich
der Ventilschieber 48 mechanisch, elektrisch oder hydraulisch
in Arbeitspositionen verschieben, auf die im späteren noch näher eingegangen
wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
soll die Betätigung des
Ventilschiebers 48 über
einen oder zwei Proportionalmagnete (nicht dargestellt) erfolgen.
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Die
Ventilbohrung 50 ist mit mehreren Ringräumen versehen. Dabei ist ein
mittiger Steuerdruckraum 52 an einen Steueranschluß X (nicht
dargestellt) angeschlossen, über
den der Steuerdruckraum 52 mit einem konstanten Entsperrsteuerdruck beaufschlagbar
ist. Beidseitig des Steuerdruckraumes 52 sind zwei ringförmige Rücklauf räume 54, 56 vorgesehen,
die über
die Tankkanäle
R mit dem Rücklaufanschluß T (siehe 1) verbunden sind. Beidseitig
der Rücklauf
räume 54, 56 sind
zwei weitere Ringräume
vorgesehen, wobei der in 2 linke Ringraum
im folgenden als Zulaufraum 58 und der rechte als Ablaufraum 60 bezeichnet
werden. Benachbart zum Zulauf- bzw. Ablaufraum 58, 60 befinden
sich zwei Druckräume 63, 65,
die an die Kanäle 44 bzw. 46 angeschlossen
sind. Zwischen dem mittigen Steuerdruckraum 52 und den
beiden Rücklauf räumen 54, 56 sind
in der Ventilbohrung 50 des weiteren noch zwei Ringräume 62, 65 vorgesehen.
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Der
Ventilschieber 50 hat im Bereich dieser Ringräume 62, 64 zwei
schmale Ringstege 66, 68, die in der in 2 dargestellten Grundposition
die Verbindung zwischen dem mittigen Steuerdruckraum 52 und
den beiden benachbarten Ringräumen 62, 64 absperren.
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Am
Ventilschieber 50 sind des weiteren zwei Steuerbünde 70, 72 ausgebildet,
in deren Ringstirnflächen
jeweils Steuerkerben vorgesehen sind, so dass an jedem Steuerbund 70, 72 eine
Ablaufsteuerkante 74 und eine Zulaufsteuerkante 76 ausgebildet ist.
Die Geometrie der Steuerbünde 70, 72 mit
den daran ausgebildeten Steuerkerben ist so ausgelegt, dass in der
dargestellten Grundposition der Zulaufraum 58 und der Ablaufraum 60 zum
jeweils benachbarten Rücklaufraum 54, 56 geöffnet sind,
so dass diese Druckräume
druckentlastet sind. Die Verbindung zwischen dem Zulaufraum 58 und
dem Ablaufraum 60 zu den außen liegenden Druckräumen 63, 65 ist über die
Zulaufsteuerkante 74 zugesteuert.
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Die
beiden in 2 vergrößert dargestellten Sperrblöcke 6, 8 haben
jeweils einen identischen Aufbau, so dass im folgenden lediglich
der Sperrblock 6 beschrieben ist. Jeder Sperrblock 6, 8 hat
einen Sperrkolben 78, der gegen einen Ventilsitz 80 vorgespannt
ist. Der Sperrkolben 78 ist in einer Bohrung 79 der
Scheibe 1 geführt.
In der dargestellten Sperrstellung ist die Verbindung zwischen einer
Zulaufkammer 82 und einer Arbeitskammer 84 bzw.
die Verbindung zwischen einer Ablaufkammer 86 und einer
Arbeitskammer 88 leckagefrei abgesperrt. Der Sperrkolben 78 ist
als Hohlkolben ausgeführt,
wobei in seinem als Kegel ausgeführten
Kolbenboden ein Vorsteuerkegel 90 geführt ist, der über eine
Vorsteuerfeder 94 gegen einen Vorsteuersitz 92 vorgespannt ist. Über diese
Vorsteuerfeder 94 ist auch der Sperrkolben 78 gegen
seinen Ventilsitz 80 vorgespannt. Der Vorsteuerkegel 90 hat
einen axial aus dem Vorsteuersitz 92 hervorstehenden Vorsprung 96,
der in Richtung zur Zulaufkammer 82 bzw. zur Ablaufkammer 86 hin
vorspringt.
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In
dem vom Sperrkolben 78 entfernten Endabschnitt der Bohrung 79 ist
des weiteren ein als Stufenkolben ausgeführter Aufstoßkolben 98 axial verschiebbar
geführt,
dessen Kolbenstange 100 sich in Richtung zum Vorsprung 96 des
Vorsteuerkegels 90 erstreckt. In dem den Aufstoßkolben 98 aufnehmende
Endabschnitt der Bohrung 79 mündet ein Entsperrsteuerraum 102,
der über
einen Verbindungskanal 104 mit dem Ringraum 62 verbunden
ist. Entsprechend ist ein Entsperrsteuerraum 106 des Sperrblockes 8 über einen
weiteren Verbindungskanal 108 mit dem Ringraum 64 verbunden.
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Die
Zulaufkammer 82 des Sperrblockes 6 ist über einen
Zwischenkanal 110 mit dem Zulaufraum 58 und entsprechend
die Ablaufkammer 86 des Sperrblockes 8 über einen
weiteren Zwischenkanal 112 mit dem Ablaufraum 60 verbunden.
Der Raum 101 auf der Stangenseite des Kolbens 98 ist
je nach notwendiger Dämpfung über eine
Drossel mit dem Raum 82 verbunden.
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Bei
dem in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel
sind der Zulaufraum 58 und der Ablaufraum 60 jeweils über eine
Steuerleitung 116 bzw. 118 mit den beiden Eingängen des
Wechselventils 36 verbunden. D.h. über das Wechselventil wird
der größere der
beiden im Zulaufraum 58 und im Ablaufraum 60 abgegriffenen
Drücke
YA, YB in den Steuerkanal 34 gemeldet.
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Zur
Beschreibung der Funktion dieser Steueranordnung sei zunächst angenommen,
dass der Hydrozylinder 10 mit einer ziehenden Last L beaufschlagt
ist. Demgemäß muß Druckmittel über den
Arbeitsanschluß A
in den Zylinderraum 14 gefördert werden und das Druckmittel
aus dem Ringraum 16 des Hydrozylinders über den Arbeitsanschluß B ablaufen.
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Dazu
wird der Ventilschieber 48 des stetig verstellbaren Wegeventils 2 in
der Darstellung gemäß 1 nach rechts verschoben,
so dass durch die Zulaufsteuerkante 76 die Verbindung zwischen dem
Ringraum 62 und dem Zulaufraum 58 sowie die Verbindung
zwischen dem Ablaufraum 60 und dem Rücklaufraum 56 über die
Ablaufsteuerkante 74 auf gesteuert wird. Das Druckmittel
kann dann von der Verstellpumpe 12 über den Druckraum 24,
die – wie im
folgenden noch beschrieben – geöffnete Druckwaage 4,
den Druckkanal 28 in den Kanal 44 einströmen und
von dort über
den von der Zulaufsteuerkante 76 auf gesteuerten Querschnitt
des Wegeventils 4 in den Zwischenkanal 110 und
von dort in die Zulaufkammer 82 des Sperrblockes 6 einströmen.
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Sobald
der Druck in der Zulaufkammer 82 größer als das Druckäquivalent
der Vorsteuerfeder 94 plus dem Lastdruck am Arbeitsanschluß A ist,
wird der Sperrkolben 78 von seinem Ventilsitz 80 abgehoben,
so dass das Druckmittel in den Zylinderraum 14 einströmen kann.
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Die
Druckwaage 4 ist in Schließrichtung von dem Druck im
Steuerkanal 40 und damit dem Druck im Kanal 44 und
in Öffnungsrichtung
von der Kraft der Regelfeder 30 und dem Druck im Steuerkanal 34 beaufschlagt.
Bei hinreichender Druckmittelversorgung des Verbrauchers 10 ist
der Druck im Zulaufraum 58 größer als der Druck im Ablaufraum 60,
so dass entsprechend im Federraum 32 der Individualdruckwaage 4 der
Druck stromabwärts
des von der Zulaufsteuerkante 76 aufgesteuerten Querschnitts anliegt.
D.h. durch diese Zulaufsteuerkante 76 wird der wirksame
Querschnitt einer Zulauf-Meßblende bestimmt,
wobei sich der Druckwaagenkolben 15 in seiner Regelposition
derart einstellt, dass der Druckabfall über dieser Messblende lastdruckunabhängig konstant
gehalten wird.
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Der
im Steuerdruckraum 52 anliegende Steuerdruck PX wird über den
Ringraum 64 und den Verbindungskanal 108 in den
Entsperrsteuerraum 106 geführt, so dass der Aufstoßkolben 98 des
Sperrblocks 8 in der Darstellung gemäß 2 nach rechts in Anlage an den Vorsprung 96 des
Vorsteuerkegels 90 gebracht wird. Der Entsperrsteuerdruck
ist so gewählt,
dass er ausreicht, um den Vorsteuerkegel 90 über den
Aufstoßkolben 98 von
seinem Vorsteuersitz 92 gegen die Kraft der Vorsteuerfeder 94 und
gegen den auf die Sitzfläche
wirkenden Lastdruck abzuheben. Bei geöffneter Vorsteuerung wird der
Federraum 120, der über
eine Blende 122 mit der Arbeitskammer 88 verbunden
ist und somit mit dem Druck am Arbeitsanschluß B beaufschlagt ist, über die
Vorsteuerung mit der Ablaufkammer 86 und über den
Zwischenkanal 112, den Ablaufraum 60, den über die Ablaufsteuerkante 74 aufgesteuerten
Ablaufquerschnitt des Wegeventils 2, den Rücklaufraum 56 und dem
Rücklauf
R mit dem Tank T verbunden und somit in Schließrichtung druckentlastet. Der
druckausgeglichene Sperrkolben 78 kann dann durch den Aufstoßkolben 98 von
seinem Ventilsitz abgehoben werden, so dass das Druckmittel entlang
des zuvor genannten Druckmittelströmungspfades zum Tank T hin
abströmen
kann. Der ablaufende Druckmittelvolumenstrom wird an der Ablaufsteuerkante 74 des
Ventilschiebers 48 angedrosselt, so dass sich zwischen dem Ablaufraum 60 und
dem Rücklaufraum 56 ein Druckgefälle einstellt.
Bei ziehender Last erfolgt die Ablaufregelung praktisch durch die
Rückkopplung des
Drucks in der Ablaufkammer 86, der auf die Stirnfläche der
Kolbenstange 100 und die Ringfläche des Aufstoßkolbens 98 wirkt,
so dass dieser einerseits vom Entsperrsteuerdruck im Entsperrsteuerraum 106 und
andererseits durch das Druckäquivalent
der Vorsteuerfeder 94 und dem auf die Kolbenstange 100 wirkenden
Druck beaufschlagt ist. D.h. ablaufseitig wird durch den Sperrblock 8 und
die ablaufseitige Messblende ein Stromregler gebildet, bei dem sich die
Regeldruckdifferenz aus den auf den Aufstoßkolben wirkenden Drücken bzw.
Druckäquivalenten
ergibt. Der Druck im Ablauf wird also bei ziehender Last durch einen
konstruktiv festgelegten konstanten, vom Lastdruck am Anschluß B und
damit im Ringraum 16 unabhängigen Druck geregelt. D.h.
es erfolgt sowohl zulaufseitig als auch ablaufseitig eine lastdruckunabhängige Ansteuerung.
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Sinkt
nun bei ziehender Last der Druck auf der Zulaufseite, zum Beispiel
durch ein unzureichendes Regeldruckgefälle an der Zulaufsteuerkante 76 bei
einer Unterversorgung des Zylinderraumes 14 ab, bis er
kleiner ist als der ablaufseitige Druck, so wird über das
Wechselventil 36 der größere dieser Drücke, d.h.
der Druck im Ablaufraum 60 in den Steuerkanal 34 gemeldet.
Dieser Steuerdruck ist – wie vorstehend
beschrieben – im
wesentlichen konstant und liegt im Federraum 32 der Individualdruckwaage 4 an.
Durch diesen erhöhten,
konstanten Druck wird das Regeldruckgefälle an der Zulaufsteuerkante 76 des
Wegeventils im Zulauf zum Zylinderraum 14 angehoben und
der Druckmittelvolumenstrom im Zulauf nimmt solange zu, bis sich
ein Druckmittelvomumenstromgleichgewicht zwischen Zulauf und Ablauf einstellt – eine Unterversorgung
des Verbrauchers kann durch diese Anhebung des Regeldruckgefälles zuverlässig verhindert
werden. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung wird darin gesehen,
dass bei Absinken des Druckes im Zulauf unterhalb des Druckes im
Ablauf, die Individualdruckwaage derart mit einem konstanten, höheren Druck
als im Zulauf beaufschlagt wird, dass das Regeldruckgefälle an der
Zulaufsteuerkante angehoben wird.
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Bei
Bedarf könnte
dieser im Steuerkanal 34 anliegende Druck auch von einer
beliebigen Konstantdruckquelle abgegriffen werden.
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Bei
dem in 3 dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist eine derartige Ausführung
realisiert. Der Grundaufbau dieses Ausführungsbeispieles entspricht
demjenigen aus 2, so
dass hier nur auf die wesentlichen Unterschiede eingegangen wird. Die
Steueranordnung gemäß 3 hat ebenfalls ein Wegeventil 2,
eine Individualdruckwaage 4 sowie zwei Sperrblöcke 6, 8.
Die beiden beidseitig des Steuerdruckraumes 52 angeordneten
Ringstege 66, 68 sind so ausgebildet, dass die
beiden Ringräume 62, 64 in
der Grundposition des stetig verstellbaren Wegeventils 2 mit
den beiden Rücklauf
räumen 54, 56 verbunden
sind, so dass die Rückseiten
der beiden Aufstoßkolben 98 druckentlastet
sind.
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Des
weiteren hat die Steueranordnung gemäß 3 ein zweites Wechselventil 128, über das der
Druck im Zulaufraum 58 mit dem Druck im Ringraum 64 verglichen
wird, während über ein
drittes Wechselventil 130 der Druck im Ablaufraum 60 mit dem
Druck im Ringraum 62 verglichen wird. Die Ausgänge der
beiden Wechselventile 128, 130 sind an die Eingänge des
Wechselventils 36 angeschlossen, dessen Ausgang über den
Steuerkanal 34 mit dem Federraum 32 der Individualdruckwaage 4 verbunden
ist.
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D.h.
bei diesem Ausführungsbeispiel
wird der größte der
Drücke
im Zulaufraum 58, im Ablaufraum 60 oder der in
den Ringräumen 62, 64 anliegende
Entsperrsteuerdruck in den Federraum 32 gemeldet und dieser
konstante Druck zur Anhebung des Regeldruckgefälles an der Zulaufsteuerkante 76 genutzt,
um eine Unterversorgung zu vermeiden.
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Durch
die erfindungsgemäße Konstruktion entfällt die
Notwendigkeit, Nachsaugventile oder ähnliches vorzusehen. Da eine
Unterversorgung des Verbrauchers nahezu ausgeschlossen ist, können auch
Kavitationserscheinungen an den Steuerkanten des Wegeventils 2 vermieden
werden. Des weiteren werden Luftausscheidungen an der Saugseite
des Zylinders vermieden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen,
dass die Anhebung des Zulaufdruckes wesentlich geringer ist, als
es bei den eingangs beschriebenen Lösungen mit Vorspannventilen
im Ablauf oder bei einem Senk-Brems-Ventil der Fall ist. Beim dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist der Sperrkolben 78 rückseitig mit dem gleichen Durchmesser
wie der Ventilsitz 80 ausgeführt. Es könnte aber auch ein Sperrblock
mit einer Sitzdifferenz eingesetzt werden.
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Offenbart
ist eine hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung eines Verbrauchers,
mit einem stetig verstellbaren wegeventil, einer diesem zugeordneten
Individualdruckwaage sowie mit stromabwärts des Wegeventils angeordneten
Sperr- blöcken. Erfindungsgemäß wird im
Fall einer Unterversorgung des Verbrauchers die Druckwaage anstelle
des Drucks im Zulauf (Lastdruck) mit einem höheren Druck beaufschlagt, so
dass die Regeldruckdifferenz an der Zulaufsteuerkante angehoben
wird.
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- 1
- Ventilscheibe
- 2
- Wegeventil
- 4
- Individualdruckwaage
- 6
- Sperrblock
- 8
- Sperrblock
- 10
- Hydrozylinder
- 12
- Pumpe
- 14
- Zylinderraum
- 15
- Druckwaagenkolben
- 16
- Ringraum
- 17
- Druckwaagenbohrung
- 18
- Steuerbund
- 20
- Federbund
- 22
- Steuerkante
- 24
- Druckraum
- 28
- Druckkanal
- 30
- Regelfeder
- 32
- Federraum
- 34
- Steuerkanal
- 36
- Wechselventil
- 38
- Steuerraum
- 40
- weiterer
Steuerkanal
- 42
- Dämpfungsdrossel
- 44
- Kanal
- 46
- Kanal
- 48
- Ventilschieber
- 50
- Ventilbohrung
- 52
- Steuerdruckraum
- 54
- Rücklaufraum
- 56
- Rücklaufraum
- 58
- Zulaufraum
- 60
- Ablaufraum
- 62
- Ringraum
- 63
- Druckraum
- 64
- Ringraum
- 65
- Druckraum
- 66
- Ringsteg
- 68
- Ringsteg
- 70
- Steuerbund
- 72
- Steuerbund
- 74
- Ablaufsteuerkante
- 76
- Zulaufsteuerkante
- 78
- Sperrkolben
- 79
- Bohrung
- 80
- Ventilsitz
- 82
- Zulaufkammer
- 84
- Arbeitskammer
- 86
- Ablaufkammer
- 88
- Arbeitskammer
- 90
- Vorsteuerkegel
- 92
- Vorsteuersitz
- 94
- Vorsteuerfeder
- 96
- Vorsprung
- 98
- Aufstoßkolben
- 100
- Kolbenstange
- 101
- Ringraum
am Aufstoßkolben
- 102
- Entsperrsteuerraum
- 104
- Verbindungskanal
- 106
- Entsperrsteuerraum
- 108
- Verbindungskanal
- 110
- Zwischenkanal
- 112
- Zwischenkanal
- 114
- Gleitführung
- 116
- Steuerleitung
- 118
- Steuerleitung
- 120
- Federraum
- 122
- Blende
- 128
- 2.
Wechselventil
- 130
- 3.
Wechselventil