Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
hydraulische Steuereinrichtung anzugeben, bei der insbesondere unabhängig von
der Betriebsbedingung eine zuverlässige Druckversorgung für Schaltvorgänge eines
vorgesteuerten Magnetventils gewährleistet
ist.
Diese
Aufgabe wird durch eine elektrohydraulische Steuereinrichtung mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die
erfindungsgemäße elektrohydraulische Steuereinrichtung
hat den Vorteil, daß sie
sich für hohe
Schaltleistungen auch bei ungünstigen
Betriebsbedingungen eignet. Aus dem 4/2-Magnetventil wird ein lastdruckabhängiges Signal
abgenommen und über
das Umschaltventil der Verstellpumpe bzw. einer Druckwaage zugeführt, um
deren Ausgangsdruck zu steuern. Auf diese Weise kann auch in Freigangstellung
sowie bei ziehenden Lasten anstelle des niedrigen Standby-Drucks
ein entsprechend hoher Versorgungsdruck für die Folgesteuerung aufgebaut
werden, so daß hohe
Schaltleistungen erzielbar sind.
Eine
Entlastung der Druckmittelquelle läßt sich bei nicht aktiviertem
Regelventil über
die ohnedies vorhandene Steuerleitung im Magnetventil für die Folgesteuerung
erreichen, so daß keine
zusätzlichen
Maßnahmen
im Magnetventil notwendig sind. Die Steuereinrichtung läßt sich
daher mit relativ einfachen, raumsparenden und kostengünstigen
Mitteln für
eine hohe Schaltleistung auslegen.
Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch
1 angegebenen Steuereinrichtung möglich. Eine besonders vorteilhafte
Ausgestaltung ergibt sich gemäß Anspruch
3, da auf diese weise mit relativ geringem Aufwand hohe Schaltleistungen
auch bei wechselnden Lasten in beiden Bewegungsrichtungen des Stellmotors
möglich
sind. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen
ergeben sich aus den übrigen
Ansprüchen, der
Beschreibung sowie der Zeichnung.
Zeichnung
Zwei
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen 1 ein Schaltbild der elektrohydraulischen
Steuereinrichtung für
einen doppeltwirkenden Stellmotor in vereinfachter Darstellung, 2 einen
Längsschnitt durch
ein proportional arbeitendes 4/2-Magnetventil in
vereinfachter konstruktiver Ausführung,
wie es in 1 stark vereinfacht dargestellt
ist, und 3 eine zweite Ausführungsform
der elektrohydraulischen Steuereinrichtung in einer Darstellung
entsprechend 1; die 4 zeigt
ein Schaltsymbol des 4/2-Magnetventils nach 1 bzw. 2.
Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
Die 1 zeigt
als Schaltbild eine elektrohydraulische Steuereinrichtung 10 zur
Steuerung eines doppeltwirkenden Stellmotors 11 in vereinfachter Darstellung,
wie sie für
LS-Systeme verwendbar
ist. Die Steuereinrichtung 10 weist ein erstes Magnetventil 12 sowie
ein baugleiches, zweites Magnetventil 13 auf. Beide Magnetventile 12, 13 sind
als proportional arbeitende Ventile mit einer 4-Wege-2-Stellungs-Funktion ausgebildet,
die jeweils von einem Proportionalmagneten 14 betätigbar sind.
Wie das zum Magnetventil 12 bzw. 13 gehörende Schaltsymbol
nach 4 näher
zeigt, ist jedes Magnetventil 12, 13 von seinem
Magneten 14 gegen die Kraft einer Feder 16 aus
seiner Ausgangsstellung 17 in eine Arbeitsstellung 18 verstellbar,
wobei proportional zur elektrischen Eingangsgröße die Volumenströme über das
Magnetventil stetig steuerbar sind.
Wie
die 1 in Verbindung mit 4 näher zeigt,
haben die untereinander gleichen Magnetventile 12, 13 jeweils
einen mit P bezeichneten Zulaufanschluß 19, die beide an
eine Verstellpumpe 21 angeschlossen sind. Ferner hat jedes
Magnetventil 12, 13 einen mit R bezeichneten Rücklaufanschluß 22, die
zu einem Tank 23 entlastet sind. Ferner weist jedes Magnetventil 12, 13 einen
mit A bezeichneten ersten Motoranschluß 24 auf, sowie einen
mit B bezeichneten zweiten Motoranschluß 25. In der dargestellten
Ausgangsstellung 17 ist der Zulaufanschluß 19 hydraulisch
gesperrt, der erste Motoranschluß 24 mit dem Rücklaufanschluß 22 verbunden
und der zweite Motoranschluß 25 durch
ein Sitzventil 26 des Magnetventils 12, 13 abgesichert.
Bei Auslenkung in Arbeitsstellungen 18 wird der Zulaufanschluß 19 mit dem
ersten Motoranschluß 24 verbunden,
während der
zweite Motoran schluß 25 zum
Rücklaufanschluß 22 entlastet
wird, wobei diese Verbindungen stetig steuerbar sind.
In
der Steuereinrichtung 10 führt vom ersten Motoranschluß 24 des
ersten Magnetventils 12 ein erster Arbeitskanal 27 zu
einem ersten Verbraucheranschluß 28 am
Stellmotor 11, wobei in diesen Arbeitskanal 27 ein
hydraulisch steuerbares, erstes Sperrventil 29 geschaltet
ist. Das erste Sperrventil 29 ist als gesteuertes Rückschlagventil
ausgebildet, wobei dessen Einlaß 31 mit
dem ersten Motoranschluß 24 in
Verbindung steht, während
dessen Auslaß 32 zum
ersten Verbraucheranschluß 28 hin
Verbindung hat und ein Steueranschluß 33 über eine
erste Steuerleitung 34 mit Druck beaufschlagbar ist. Vom
zweiten Motoranschluß 25 des
ersten Magnetventils 12 führt ein erster Senkenkanal 35 unter
Umgehung der Sperrventile zu einem zweiten Verbraucheranschluß 36.
In
entsprechender Weise wie beim ersten Magnetventil 12 führt beim
zweiten Magnetventil 13 vom ersten Motoranschluß 24 ein
zweiter Arbeitskanal 37 zu dem zweiten Verbraucheranschluß 36,
wobei in diesen Arbeitskanal 37 ein zweites Sperrventil 38 geschaltet
ist, das mit dem ersten Sperrventil 29 baugleich ist. Vom
zweiten Motoranschluß 25 des zweiten
Magnetventils 13 führt
ein zweiter Senkenkanal 41 unter Umgehung der Sperrventile 29, 38 zum ersten
Verbraucheranschluß 28.
Während
der Steueranschluß 33 am
zweiten Sperrventil 38 über
eine zweite Steuerleitung 39 vom Druck im ersten Arbeitskanal 27 beaufschlagt
wird, kann über
die erste Steuerleitung 34 der Druck aus dem zweiten Arbeitskanal 37 auf
das erste Sperrventil 29 einwirken.
Die
Steuereinrichtung 10 weist ferner ein Umschaltventil 42 auf,
dessen Schieber 43 eine federzentrierte Mittelstellung
hat, aus der heraus er nach beiden Seiten in Schaltstellun gen auslenkbar ist.
Das Umschaltventil 42 ist mit seinen stirnseitigen Druckanschlüssen 44, 45 an
den ersten bzw. zweiten Arbeitskanal 27 bzw. 37 angeschlossen,
jeweils stromaufwärts
der Sperrventile 29, 38. Der Schieber 43 weist
in seinem Inneren radial und axial verlaufende Steuerbohrungen 46 auf,
mit denen er die Verbindungen zwischen drei Steuerräumen und
den stirnseitigen Druckanschlüssen 44, 45 steuert.
Dabei ist der mittlere, zweite Steuerraum 48 über eine
erste Drucksteuerleitung 51 mit einem mit Z bezeichneten Steueranschluß 52 im
zweiten Magnetventil 13 verbunden, während der dritte, rechte Steuerraum 49 über eine
zweite Drucksteuerleitung 53 mit einem Steuerdruckanschluß 54 der
Verstellpumpe 21 Verbindung hat.
Die 2 zeigt
einen Längsschnitt
durch ein vereinfacht in konstruktiver Form ausgeführtes erstes Magnetventil 12,
wie es in 1 vereinfacht dargestellt ist
und dessen Schaltsymbol 4 zeigt.
Das
Magnetventil 12 weist in einem Gehäuse 55 eine durchgehende
Schieberbohrung 56 auf, die an ihren Stirnseiten durch
den Proportionalmagnet 14 und einen Deckel 57 verschlossen
ist. In dieser Schieberbohrung 56 sind durch ringförmige Erweiterungen
von der Seite des Magneten 14 aus gesehen eine Zulaufkammer 58,
eine erste Motorkammer 59, eine Rücklaufkammer 61 sowie
eine zweite Motorkammer 62 ausgebildet, die mit dem entsprechenden Zulaufanschluß 19,
dem ersten Motoranschluß 24, dem
Rücklaufanschluß 22 bzw.
dem zweiten Motoranschluß 25 verbunden
sind. Im Bereich zwischen Rücklaufkammer 61 und
zweiter Motorkammer 62 ist in der Schieberbohrung 56 ein
Ventilsitz 63 angeordnet, der ein Teil des Sitzventils 26 ist.
Im
Bereich zwischen der Zulaufkammer 58 und der ersten Motorkammer 59 ist
ein kolbenartiger Hauptsteuerschieber 64 in der Schieberbohrung 56 gleitend
geführt,
der mit einer ersten Steuerkante 65 und angrenzenden Feinsteuerkerben 66 den
von P nach A fließenden
Volumenstrom steuert, der als Zulaufstrom bezeichnet wird. Mit einer
zweiten Steuerkante 70 beeinflußt er die Verbindung von der
ersten Motorkammer 59 zur Rücklaufkammer 61. Der Hauptsteuerschieber 64 ist
gegenüber
den Drücken in
der Zulaufkammer 58 und der ersten Motorkammer 59 druckausgeglichen
ausgebildet und weist in seinem Inneren eine zum Magneten 14 hin
offene, koaxial liegende Sacklochbohrung 67 auf, in derem
inneren Abschnitt ein Entsperrkolben 68 gleitend geführt ist,
während
dessen äußerer Abschnitt
einen Vorsteuerschieber 69 aufnimmt. Der Vorsteuerschieber 69 arbeitet
mit dem Hauptsteuerschieber 64 nach Art einer hydraulischen
Folgesteuerung zusammen, wozu er mit seiner Steuerkante 71 radial
im Hauptsteuerschieber 64 angeordnete Steuerbohrungen 72 übersteuert.
Steuerkante 71 und Steuerbohrungen 72 bilden zusammen
eine verstellbare Drosselstelle, die in einer der Folgesteuerung
zugeordneten Steuerleitung 73 liegt, welche von der Zulaufkammer 58 abzweigt, über die
Steuerbohrungen 72 und die Steuerkante 71 in eine
Längsbohrung 74 im
Vorsteuerschieber 69 führt
und über
eine im Entsperrkolben 68 angeordnete Drossel 75 sowie
im Hauptsteuerschieber 64 liegende Schrägbohrungen 76 zur
Rücklaufkammer 61 geführt ist.
Der Hauptsteuerschieber 64 begrenzt mit seiner rechten
Stirnfläche
in der Schieberbohrung 56 einen Druckraum 77,
der stromabwärts
von der Drosselstelle 71, 72 und stromaufwärts von
der Drossel 75 in die Steuerleitung 73 geschaltet ist
und dessen Druck zum Antrieb des Hauptsteuerschiebers 64 dient.
Der Hauptsteuerschieber 64 weist auf seiner zum Druckraum 77 entgegengesetzt liegenden
Stirnseite einen Stößel 79 auf,
der in die Rücklaufkammer 61 ragt
und der in seinem Inneren einen gleitend geführten, vom Entsperrkolben 68 betätigten Entsperrstift 81 aufnimmt.
Der Hauptsteuerschieber 64 mit dem zugeordneten Vorsteuerschieber 69 sind
somit Teile eines vorgesteuerten Schieberventils 82, das
den Volumenstrom von P nach A in proportionaler Weise steuert.
Im
Bereich zwischen Schieberventil 82 und Proportionalmagnet 14 ist
in der Schieberbohrung 56 eine Einstellschraube 83 angeordnet,
an derem inneren Ende sich eine Regelfeder 84 gehäusefest
abstützt,
die mit ihrem anderen Ende sich an einem bolzenförmigen, in die Einstellschraube 83 hineinragenden
Schaft 85 des Vorsteuerschiebers 69 abstützt. An
diesem Schaft 85 liegt der Ankerstößel 86 des Proportionalmagneten 14 an.
Im
Bereich der zweiten Motorkammer 62 ist in der Schieberbohrung 56 ein
Hauptsteuerkegel 87 gleitend geführt, der einen Teil des Sitzventils 26 bildet.
Mit seinem Kegel 88, der einen gegenüber dem Außendurchmesser des Hauptsteuerkegels
verringerten, wirksamen Durchmesser aufweist, liegt er am Ventilsitz 63 an
und sorgt für
eine sichere Absperrung der Verbindung von B nach R. An seinem Außenumfang
weist der Hauptsteuerkegel 87 eine Steuerkante 89 mit
angrenzenden Feinsteuerausnehmungen 91, auf mit deren Hilfe
die Größe des Volumenstroms
von B nach R geregelt wird, der auch als Ablaufstrom bezeichnet
wird. Der Hauptsteuerkegel 87 begrenzt in der Schieberbohrung 56 einen
Federraum 92, der nach außen durch den Deckel 57 verschlossen
ist und eine Druckfeder 93 aufnimmt, welche den Hauptventilkegel 87 auf
seinen Ventilsitz 63 drückt.
Der Hauptsteuerkegel 87 ist mit ausreichend radialem Spiel
in der Schieberbohrung 56 gelagert, so daß sich der
Druck in der zweiten Motorkammer 62 über den Schaft des Hauptsteuerkegels 87 auch
im Federraum 92 aufbauen kann und den Hauptsteuerkegel 87 in
Richtung Schließstellung
belastet, während
der gleichzeitig in einem Ringraum 94 herrschende Druck
ihn auf einer kleineren Ringfläche
belastet, die sich aus dem Außendurchmesser
des Ventilschaftes und dem wirksamen Durchmesser des Kegels 88 ergibt
und ihn in öffnender
Richtung belastet.
Im
Inneren des Hauptsteuerkegels 87 ist ein Ventilträger 95 eingeschraubt,
der in seinem Inneren den den Hauptsteuerkegel 87 vorsteuernden
Vorsteuerkegel 96 aufweist. Dieser Vorsteuerkegel 96 ist allseitig
druckausgeglichen ausgeführt,
wird von einer Vorsteuerfeder 97 auf seinen Sitz im Ventilträger 95 gedrückt und
steuert die Verbindung von einem ringförmigen Vorsteuerraum 98 zur
Rücklaufkammer 61.
Der Vorsteuerraum 98 steht dabei über einen Schlitz 99 im
Ventilträger 95 mit
dem Federraum 92 in Verbindung. An dem von der Feder 97 belasteten Vorsteuerkegel 96 liegt
der Entsperrstift 81 an, während am Ventilträger 95 der
Stößel 79 des
Hauptsteuerschiebers 64 anliegt.
Die
Wirkungsweise der elektrohydraulischen Steuereinrichtung 10 wird
wie folgt erläutert,
wobei auf die 1, 2 und 4 Bezug
genommen wird.
In
einer ersten Stellung Neutral sind die beiden Proportionalmagnete 14 stromlos
und die Magnetventile 12 bzw. 13 nehmen ihre jeweilige
Ausgangsstellung 17 ein. Damit ist ihr Zulaufanschluß 19 blockiert,
wie dies in 2 durch die erste Steuerkante 65 am
Hauptsteuerschieber 64 dargestellt ist. Ferner ist in der
Ausgangsstellung 17 bei jedem Magnetventil 12, 13 der
erste Motoranschluß 24 zum Rücklaufanschluß 22 entlastet,
wie dies in 2 durch die zweite Steuerkante 70 am
Hauptsteuerschieber 64 dargestellt ist. Weiterhin ist in
dieser Ausgangsstellung 17 der zweite Motoranschluß 25 durch das
vorgesteuerte Sitzventil 26 der Magnetventile 12 bzw. 13 abgesichert,
um einen Leckölstrom
gering zu halten. Dabei wird der Hauptsteuerkegel 87 durch den
Druck im Federraum 92 und die Kraft der Druckfeder 93 mit
seinem Kegel 88 auf den Ventilsitz 63 gedrückt, da
diese schließenden
Kräfte
wesentlich größer sind
als die im Ringraum 94 auf die Differenzfläche des
Vorsteuerkegels 87 wirkende öffnende Kraft. Der Federraum 92 und
der mit ihm verbundene Vorsteuerraum 98 sind durch den
Vorsteuerkegel 96 sicher von der Rücklaufkammer 61 getrennt,
wobei der zur Vorsteuerfeder 97 hin lange Schaft für eine gute
Abdichtung sorgt. Der Vorsteuerkegel 96 selbst wird durch
die sich im Ventilträger 95 abstützende Vorsteuerfeder 97 auf
seinen zugeordneten Ventilsitz im Ventilträger 95 gedrückt.
In
dieser Neutralstellung entlasten die Magnetventile 12, 13 ihre
angrenzenden Abschnitte der Arbeitskanäle 27 bzw. 37,
so daß der
Einlaß 31 an
jedem Sperrventil 29 bzw. 38 drucklos ist. Über die kreuzweise
verlaufenden Steuerleitungen 34, 39 sind auch
die Steueranschlüsse 33 beider
Sperrventile 29, 38 druckentlastet. Die Schließglieder
der Sperrventile 29, 38 werden von ihrer Feder
und/oder dem Einfluß des
Lastdruck jeweils in ihre Sperrstellung gedrückt, so daß der Auslaß 32 hydraulisch blockiert ist.
Damit ist auch der erste Verbraucheranschluß 28 durch das erste
Sperrventil 29 und durch das Sitzventil 26 im
zweiten Magnetventil 13 hydraulisch abgesperrt, während der
zweite Verbraucheranschluß 36 vom
zweiten Sperrventil 38 und von dem Sitzventil 26 im
ersten Magnetventil 12 abgesperrt wird. Im doppelt wirkenden
Stellmotor 11 ist somit dessen Kolben 101 hydraulisch
blockiert.
In
der Neutralstellung nimmt bei druckentlasteten Arbeitskanälen 27, 37 das
Umschaltventil 42 die in 1 gezeichnete,
federzentrierte Mittelstellung ein. Dadurch ist der dritte Steuerraum 49 über die
Steuerbohrungen 46 im Schieber 43 mit dem ersten
Steuerraum 47 verbunden, der seinerseits über eine
Ringnut des Schiebers 43 mit dem mittleren, zweiten Steuerraum 48 Verbindung
hat. Auf diese Weise wird der Steuerdruckanschluß 54 an der Verstellpumpe 21 über das Umschaltventil 42 mit
dem Steueranschluß 52 am
zweiten Magnetventil 13 verbunden, der mit dem Druckraum 77 in
Verbindung steht. Dieser Druckraum 77 ist aber im Magnetventil 13 bei
nichteregtem Magneten 14 über den stromabwärts liegenden
Teil der Steuerleitung 73 zum Rücklaufanschluß 22 entlastet.
Die Verstellpumpe 21 arbeitet in Neutralstellung somit
lediglich gegen einen niedrigen Standby-Druck, um die Energieverluste
gering zu halten.
In
der zweiten Arbeitsstellung Heben, die hier einem Ausfahren der
Kolbenstange 101 im Stellmotor 11 entspricht,
wird der Proportionalmagnet 14 des ersten Magnetventils 12 bestromt,
wodurch eine proportionale Volumenstromsteuerung zum Stellmotor 11 möglich ist.
Es sei davon ausgegangen, daß am
Stellmotor 11 nur eine positive Last wirkt, d. h. die Last
wirkt der Bewegungsrichtung entgegen. Der Magnet 14 am
zweiten Magnetventil 13 bleibt dabei stromlos. Wenn das
erste Magnetventil 12 in seine Arbeitsstellung 18 gesteuert
wird, so verbindet es den Zulaufanschluß 19 mit dem ersten
Motoranschluß 24,
so daß Druckmittel
von der Verstellpumpe 21 über das Schieberventil 82 im
ersten Magnetventil 12 in den ersten Arbeitskanal 27 und über das
sich öffnende
Sperrventil 29 zum ersten Verbraucheranschluß 28 und
damit in den Zylinderraum des Stellmotors 11 strömen kann.
Das erste Sperrventil 29 wirkt dabei als reines Rückschlagventil,
da sein Steueranschluß 33 über die
erste Steuerleitung 34 und den Motoranschluß 24 im
zweiten Magnetventil 13 zum Tank entlastet ist. Zugleich
sperrt das zweite Magnetventil 13 den zweiten Senkenkanal 41 mit
seinem Sitzventil 26 ab. Druckmittel aus dem Ringraum des
Stellmotors 11 strömt über den
zweiten Verbraucheranschluß 36,
den ersten Senkenkanal 35 zum zweiten Motoranschluß 25 am
ersten Magnetventil 12, in dem es über das Sitzventil 26 zum
Tank 23 abgeführt
wird. Der zwischen erstem Magnetventil 12 und erstem Sperrventil 29 im
ersten Arbeitskanal 27 herrschende Druck baut sich über die
zweiten Steuerleitung 39 auch im Steueranschluß 33 am
zweiten Sperrventil 38 auf, wodurch dieses als gesperrtes Rückschlagventil
arbeitet. Der im ersten Arbeitskanal 27 herrschende Druck
wirkt über
den Druckanschluß 44 auch
im Umschaltventil 42, dessen anderer Druckanschuß 45 zum
Tank entlastet ist. Der Schieber 43 wird in seine rechte
Endstellung ausgelenkt, wobei der Druck vom ersten Druckanschluß 44 über den
ersten Steuerraum 47, die Steuerbohrungen 46 in
den dritten Steuerraum 49 gelangt und über die zweite Drucksteuerleitung 53 den
Steuerdruckanschluß 54 an
der Verstellpumpe 21 beaufschlagt. Der zweite Steuerraum 48 und
damit die erste Steuerdruckleitung 51 zum Steueranschluß 52 am
zweiten Magnetventil 13 ist hierbei im Umschaltventil 42 hydraulisch
blockiert. Der Regler in der Verstellpumpe 21 wird somit
vom jeweiligen Lastdruck beaufschlagt, so daß die Steuereinrichtung 10 in
an sich bekannter Weise als LS-System arbeitet. Eine genauere Beschreibung
der Funktion des ersten Magnetventils 12, das sowohl den
Zulaufstrom von der Verstellpumpe 21 über das Schieberventil 82 zum
Stellmotor 11 als auch den Ablaufstrom vom Stellmotor 11 über das Sitzventil 26 zum
Tank 23 steuert, wird bei der Beschreibung der Funktion
des zweiten Magnetventils 13 gegeben.
In
der dritten Arbeitsstellung Senken, die einem Einfahren der Kolbenstange
am Kolben 110 im Stellmotor 11 entspricht, wird
lediglich das zweite Magnetventil 13 betätigt, während das
erste Magnetventil 12 nicht erregt ist. Die Volumenströme zum doppelt wirkenden
Stellmotor 11 fließen
dann in entsprechend umgekehrter Richtung. Dabei wird Druckmittel von
der Verstellpumpe 21 über
das Schieberventil 82 des zweiten Magnetventils 13,
den zweiten Arbeitskanal 37, das als Rückschlagventil arbeitende,
zweite Sperrventil 38 zum zweiten Verbraucheranschluß 36 und
weiter in den Ringraum des Stellmotors 11 gesteuert. Gleichzeitig
fließt
Druckmittel aus dem Zylinderraum des Stellmotors 11 über den
ersten Verbraucheranschluß 28 und
den zweiten Senkenkanal 41 sowie über das Sitzventil 26 im
zweiten Magnetventil 13 zum Tank 23 ab. Das erste
Sperrventil 29 arbeitet dabei als gesperrtes Rückschlagventil.
Es
sei zunächst
davon ausgegangen, daß hierbei – also bei
Senken – positive
Lastverhältnisse herrschen,
die Last also der Bewegungsrichtung entgegenwirkt. Der im zweiten
Arbeitskanal 37 herrschende Druck wirkt am zweiten Druckanschluß 45 und
steuert den Schieber 43 aus der gezeichneten Mittelstellung
in seine andere linke Endlage, wobei er den Lastdruck am Druckanschluß 45 zum
Steuerdruckanschluß 54 an
der Verstellpumpe 21 weiterleitet, so daß eine lastdruckkompensierte
Steuerung möglich
ist.
Die
Wirkungsweise des dritten Magnetventils 13 wird dabei anhand
des gleichbauenden Magnetventils 12 nach 2 näher erläutert. Wird
das Magnetventil 13 in Arbeitsstellung 18 gesteuert,
so wird der Vorsteuerschieber 69 durch den Ankerstößel 86 in 2 nach
links verschoben. Dabei wird die Kraft des Proportionalmagneten 14 gegen
die Kraft der vorgespannten Regelfeder 84 ausgewogen. Bei
dieser Linksbewegung des Vorsteuerschiebers 69 öffnet dessen
Steuerkante 71 die Steuerbohrungen 72, so daß ein Steuerölstrom von
P über
die Steuerleitung 73 mit der Längsbohrung 74 im Vorsteuerschieber 69 und
die Drossel 75 im Entsperrkolben 68 zum Rücklaufanschluß R geführt wird.
Durch die Drossel 75 wird dabei stromaufwärts vom
Entsperrkolben 68 ein Druck angestaut, welcher den Entsperrkolben 68 in 2 nach
links verschiebt und dabei über
den Entsperrstift 81 den Vorsteuerkegel 96 im
Sitzventil 26 öffnet.
Der Druck im Federraum 92 kann sich dadurch über den
Schlitz 99 im Ventilträger 95,
den Vorsteuerraum 98 und den geöffneten Vorsteuerkegel 96 zur
Rücklaufkammer 61 abbauen,
da der Zufluß von Steueröl aus der
zweiten Motorkammer 62 durch das radiale Spiel des Schaftes
vom Hauptsteuerkegel 87 gedrosselt ist, so daß der Hauptsteuerkegel 87 hydraulisch
entsperrt wird. Die öffnende
Kraft aus dem Lastdruck im Ringraum 94 auf die Differenzfläche des
Hauptsteuerkegel 87 kann nun stärker zur Wirkung kommen. Das
Druckgefälle,
das an der Drossel 75 im Entsperrkolben 68 abfällt, wirkt
auch auf die Stirnflächen
des Hauptsteuerschieber 64, und damit im Druckraum 77,
um den Hauptsteuerschieber 64 in 2 nach links
zu bewegen. Der Hauptsteuerschieber 64 liegt dabei mit
seinem Stößel 79 am
Ventilträger 95 und
damit am Hauptsteuerkegel 87 an, so daß beide Hauptsteuerglieder 64, 87 vom
Druck im Druckraum 77 gemeinsam gegen die Kraft der Feder 93 im
Druckraum 92 nach links verschoben werden. Der Vorsteuerschieber 69 muß mit seiner
Steuerkante 71 dabei die Steuerbohrungen 72 soweit öffnen, daß an der
Drossel 75 ein so hoher Druck abfällt, daß sich die Hauptsteuerglieder
gegen die Kraft der Druckfeder 93 bewegen können. Dies
bedeutet, daß der
Druck im Druckraum 77 durch die Kraft der Druckfeder 93 bestimmt
wird, zumindest solange positive Lastverhältnisse herrschen und der von
B nach R fließende
Ablaufstrom keine nennenswerten Strömungskräfte auf den Hauptsteuerkegel 87 bewirken. Wenn
dabei für
die Betätigung
des Hauptsteuerschiebers 64 mit Hilfe der hydraulischen
Folgesteuerung nur noch der vorhandene Standby-Druck zur Verfügung steht,
so kann dies ohne weiteres auf die Druckfeder 93 abgestimmt
werden, ohne daß hierbei die
Schaltleistung des Regelventils beeinträchtigt wird.
Es
sei nun angenommen, daß in
dieser dritten Arbeitsstellung bei einfahrendem Kolben 101 sich die
Lastverhältnisse ändern und
eine ziehende Last auftritt, die Last also in Bewegungsrichtung
wirkt. Dann können
im Magnetventil 13 am Sitzventil 26 andere Verhältnisse
herrschen, wobei am zweiten Motoranschluß B bei ziehender Last ein
großer
Druck ansteht.
Ist
hier nun die Steuerkante 89 mit den Feinsteuerkerben 91 geöffnet, so
können
relativ große Ablaufströme von B
nach R auftreten, die zu hohen Strömungskräften auf den Hauptsteuerkegel 87 führen und
ihn in gleicher Richtung wie die Kraft der Feder 93, also
in schließender
Richtung, belasten. Bei einer derartigen ziehenden Last wird aber
der Druck im Druckanschluß 45 des
Umschaltventils 42 abgebaut, so daß der Schieber 43 seine
federzentrierte Mittelstellung einnimmt. Der auftretende Unterdruck reicht
nicht aus, um den Schieber 43 gegen die Kraft seiner Federn
auszulenken. In dieser Mittelstellung des Schiebers 43 ist
nun der Steueranschluß Z
am zweiten Magnetventil 13 über das Umschaltventil 42 mit
dem Steuerdruckanschluß 54 an
der Verstellpumpe 21 verbunden. Um nun auch in diesem Fall
bei ziehender Last, wenn nun neben der Kraft der Druckfeder 93 auch
die Strömungskräfte den
Hauptsteuerkegel 87 in Schließrichtung belasten, einen entsprechend
hohen Gegendruck aufbauen zu können,
wird von diesem Druckraum 77 ein lastabhängiges Signal zum
Steuerdruckanschluß 54 der
Verstellpumpe 21 geführt,
so daß trotz
des in Mittelstellung befindlichen Umschaltventils 42 ein
ausreichend hoher Druck von der Verstellpumpe 21 für die Betätigung des
Magnetventils 13 erzeugt wird und damit hohe Schaltleistungen
möglich
sind.
Für die vierte
Arbeitsstellung der Steuereinrichtung 10, nämlich Freigang,
werden die Magnete 14 beider Magnetventile 12, 13 gleichzeitig
maximal bestromt und damit in ihre Arbeitsstellungen ausgelenkt.
Damit herrscht in den beiden Arbeitskanälen 27, 37 in
deren Abschnitten stromaufwärts
der Sperrventile 29, 38 der gleiche Druck. Dieser
Druck liegt über
die kreuzweise geführten,
Steuerleitungen 34, 39 an den Steueranschlüssen 33 beider
Sperrventile an, wodurch diese als gesperrte Rückschlagventile arbeiten. Durch
die Druckgleichheit in den Druckanschlüssen 44 und 45 bleibt
der Schieber 43 des Umschaltventils 42 in der
gezeichneten Mit telstellung, so daß der Steuerdruckanschluß 54 an
der Verstellpumpe 11 über
das Umschaltventil 42 mit dem Steueranschluß Z am zweiten
Magnetventil 13 Verbindung hat, so daß aus dessen Druckraum 77 ein
LS-Signal abgenommen und zur Steuerung der Verstellpumpe 21 verwendet
wird. Die beiden Senkenkanäle 35 und 41 sind
in den zugeordneten Magnetventilen 12 bzw. 13 jeweils über das
Sitzventil 26 zum Tank 23 entlastet, so daß für den doppelt
wirkenden Stellmotor 11 Freigang besteht. Tritt in dieser
Stellung Freigang wiederum die zuvor beschriebene ziehende Last
am Kolben 101 auf, so führt
dies zu einem erhöhten Druck
und Volumenstrom über
das Sitzventil 26 des zweiten Magnetventils 13 und
somit zu einem entsprechenden LS-Signal in dem Druckraum 77,
das von der Verstellpumpe 21 für eine Druckanhebung verarbeitet
wird. Da bei der geschilderten ziehenden Last immer nur das zweite
Magnetventil 13 betroffen ist, genügt die Signalabnahme von desserm
Steueranschluß 52.
Somit kann auch in Stellung Freigang bei ziehender Last eine hohe
Schaltleistung erreicht werden.
Die 3 zeigt
als Schaltbild eine zweite Steuereinrichtung 110 in vereinfachter
Darstellung, die sich von der ersten Steuereinrichtung 10 nach 1 wie
folgt unterscheidet, wobei für
gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Bei
der zweiten Steuereinrichtung 110 weist nun auch das erste
Magnetventil 12 einen mit Z bezeichneten Steueranschluß 52 auf,
der in gleicher Weise wie beim zweiten Magnetventil 13 an
den Druckraum 77 angeschlossen ist. Vom Steueranschluß 52 des
ersten Magnetventils 12 geht eine dritte Drucksteuerleitung 111 ab,
die zusammen mit der ersten Drucksteuerleitung 51 an die
Seitenanschlüsse
eines Wechselventils 112 angeschlossen sind, dessen Mittenanschluß mit dem
zweiten Steuerraum 48 des Umschaltventils 42 verbun den
ist. Das Wechselventil 112 steuert somit jeweils das höhere LS-Signal
aus den beiden Magnetventilen 12 bzw. 13 zum Umschaltventil 42.
Die
Wirkungsweise der zweiten Steuereinrichtung 110 entspricht
im Prinzip derjenigen der ersten Steuereinrichtung 10 nach 1,
wobei jedoch durch die Abnahme des LS-Signals aus beiden Magnetventilen 12 und 13 erreicht
wird, daß hier
wechselnde Lasten in beiden Bewegungsrichtungen mit großer Leistung
gesteuert werden können.
Selbstverständlich sind
an den gezeigten Ausführungsformen Änderungen
möglich,
ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So läßt sich an
Stelle der Verstellpumpe 21 in LS-Technik eine Konstantpumpe mit zugeordneter
Druckwaage als Druckmittelquelle verwenden. Auch sind anstelle der gezeigten
Magnetventile andere Bauarten verwendbar, mit denen diese 4/2-Funktion
darstellbar ist, die vorgesteuert sind und eine vergleichbare Folgesteuerung
aufweisen. Ebenso sind bei den Sperrventilen Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der
Erfindung abzuweichen.