DE19728092A1 - Hydraulische Steuervorrichtung - Google Patents
Hydraulische SteuervorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung zur definierten
Steuerung beispielsweise eines Motors unter Verwendung von 2-Wege-Ein
bauventilen.
Derartige Vorrichtungen sind im Stand der Technik in den unterschiedlichsten
Ausführungsformen vorbeschrieben. Dabei werden insbesondere bei großen
Durchflußströmen in Verbindung mit 2-Wege-Einbauventilen
Vorsteuerungen eingesetzt. Diese im Stand der Technik beschriebenen
Vorsteuerungen verbrauchen einerseits ständig Steueröl und sind andererseits
nur in Verbindung mit einem sehr hohem, neben dem Fertigungs- und
Montageaufwand auch stets den Platzbedarf vergrößernden technischen
Zusatzaufwand (beispielsweise in Verbindung mit Senk-, Bremsventilen und/oder
Lasthalteventilen) in der Lage, vier Ventile gleichzeitig definiert so
anzusteuern, daß beispielsweise eine definierte, exakt verzögerte Absenkung
einer Last, oder eine Lasthaltefunktion mittels der im Stand der Technik
üblichen Ansteuerung eines Differentialzylinders möglich wird. Darüberhinaus
besteht bei jedem 2-Wege-Einbauventil die Gefahr, daß bei einem Bruch der
den Ventilkolben belastenden Feder das Ventil geöffnet wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische
Steuervorrichtung zu entwickeln, welche die vorgenannten Nachteile nicht
aufweist, bei minimalem Fertigungs- und Montageaufwand sowie ohne
zusätzlichen Platzbedarf und selbst in Verbindung mit jeder handelsüblichen
Anschlußplatte (mit standardisierten Lochbild) sogar die definierte weg- und
geschwindigkeitsgeregelte Ansteuerung eines Differentialzylinders bei
gleichzeitiger Realisierung einer Lasthaltefunktion ermöglicht und dabei
zugleich eine Sicherheitsfunktion gewährleisten kann, so daß selbst bei einem
Bruch der den Kolbenboden belastenden Ventilfeder des 2-Wege-Ein
bauventiles das Ventil stets geschlossen bleibt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur definierten
hydraulischen Steuerung eines Motors beispielsweise in seinem Weg-Zeit
verhalten unter Verwendung von vier 2-Wege-Einbauventilen, im
Kolbenboden eines jeden federbelasteten Ventilkolbens in Richtung seiner
Längsachse Blenden mit einem Durchmesser von etwa 0,05 mm bis 1 mm
angeordnet sind, wobei mittels dieser in den Kolbenböden angeordneten
erfindungsgemäßen Blenden bei geschlossenen Steuerdüsen ein
Druckausgleich in den beiden durch die jeweilige Blende verbundenen
Ventilkammern gewährleistet wird, so daß sich in der jeweils zugeordneten
Steuerkammer der Druck aus den Anschlußleitungen A, B und P aufbaut.
Kennzeichnend ist dabei, daß jeder Ventilkolben vorzugsweise eine Differenz
zwischen Kolbenfläche und Sitzfläche von ca. 10% (gegenüber der in Stand
der Technik üblichen Flächendifferenz von ca. 7%) aufweist.
In Verbindung mit den erfindungsgemäß in den Kolbenböden angeordneten
Blenden und dem damit erfindungsgemäß erzielten Druckausgleich wird
erreicht, daß jeder Ventilkolben im Betriebszustand selbst bei gebrochener
Ventilfeder stets auf dem ihm zugeordneten Sitz im Ventilkörper gepreßt wird.
Wesentlich ist weiterhin, daß das Pilotventil mit vier wegproportional öffnenden
Steuerdüsen und einer Überströmöffnung zur Abflußleitung nach T versehen
ist, wobei in der "0"-Stellung des Steuerelementes alle vier Steuerdüsen
verschlossen sind und entsprechend der Verschiebungsrichtung und in
Abhängigkeit vom jeweiligen Verschiebeweg des Steuerelementes die beiden
der entsprechenden Verschiebungsrichtung zugeordneten Steuerdüsen sowie
die mit diesen verbundenen Steuerleitungen zugleich und kontinuierlich, vom
Verschiebeweg abhängig den Druck in den Steuerkammern verändernd,
querschnittssynchron geöffnet beziehungsweise verschlossen werden.
Auf Grund der Verwendung eines Pilotventils mit diesen vorgenannten
erfindungswesentlichen Merkmalen wird in Verbindung mit den zuvor
beschriebenen erfindungsgemäßen Ventilkolben bei minimalem Fertigungs-
und Montageaufwand sowie ohne zusätzlichen Platzbedarf eine definierte und
exakte Ansteuerung des Motors erreicht, so daß beispielsweise bei Einsatz
eines Kolbenmotors der Kolben in jeder Phase seiner Bewegung eingespannt
ist und dabei selbst unter Last definiert verfahren werden kann. Somit kann bei
minimalem Aufwand durch die erfindungsgemäße Lösung eine Senk-, Brems-
und Lasthaltefunktion gewährleistet werden.
Weiterhin ist erfindungswesentlich, daß in der Verbindungsleitung der
benachbarten Ventilkörper zum Anschluß des jeweiligen Verbrauchers A oder
B, unmittelbar nach dem von P beaufschlagten Ventil ein Rückschlagventil
angeordnet sein kann.
Dieses Rückschlagventil verhindern bei Druckübersetzungen beispielsweise
beim Antrieb eines Differentialzylinders dann, wenn der Lastdruck in einem der
Verbraucheranschlüsse A oder B größer als am Anschluß P wird, die
Rückströmung der Druckflüssigkeit in die Anschlußleitung P und vermeidet
somit den Betrieb des Differentialzylinders in der differential Eilgangschaltung.
Selbstverständlich kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung auch bewußt,
durch Verzicht auf den Einsatzes der vg. Rückschlagventile, der Effekt einer
differential Eilgangschaltung beim Antrieb eines Differentialzylinders erzielt
werden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, daß als Pilotventil in einem
zugeordneten Pilotventilkörper mit vier Steuerdüsen und Überströmöffnung zur
Abflußleitung nach T ein federbelasteter mit konischen Steuerflächen und
Durchlaßbohrungen versehener Schubkolben als Steuerelement angeordnet
ist.
Diese spezielle Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pilotventils kann
beispielsweise mittels zweier elektrischer Schubmagnete angesteuert werden.
Dabei befindet sich im Pilotventil eine Pilotventilkammer mit einer
Überströmöffnung und der mit dieser verbundenen Abflußleitung nach T sowie
vier, von der Geometrie des Steuerelementes definiert vorgegebenen,
zueinander beabstandet angeordneten Steuerdüsen, die über Steuerleitungen
mit der Steuerkammer des jeweils zugeordneten Ventilkörpers verbunden sind.
In der zylindrischen Ventilkammer des Pilotventils ist das Steuerelement, in der
Form eines beispielsweise von einem Schubmagneten angetriebenen
Schubkolbens, angeordnet. Dieses Steuerelement in der Form eines
Schubkolbens besitzt eine vorzugsweise zentrisch angeordnete Bohrung,
beispielsweise eine Durchgangsbohrung.
Am Umfang des Schubkolbens sind konische Steuerflächen angeordnet, die
über Durchlaßbohrungen mit dieser Durchgangsbohrung des Steuerelementes
verbunden sind.
In der Ruhestellung des Steuerelementes sind erfindungsgemäß stets alle vier
Steuerdüsen verschlossen. Durch die horizontale Verschiebung des
Schubkolbens werden entsprechend der Verschiebungsrichtung und in
Abhängigkeit vom jeweiligen Verschiebeweg jeweils gleichzeitig die zwei der
entsprechenden Verschiebungsrichtung zugeordnete Steuerdüsen
kontinuierlich, vom Verschiebeweg abhängig synchron geöffnet oder
verschlossen.
Wesentlich ist weiterhin, daß als Pilotventil in einem zugeordneten
Pilotventilkörper mit vier Steuerdüsen und Überströmöffnung zur Abflußleitung
nach T ein zylindrischer, mit Innenbohrungen und mit zwei übereinander
jeweils über weniger als den halben Umfang und gegeneinander um 180°
versetzt angeordneten exzenterförmigen Nuten versehener, Drehkolben als
Steuerelement angeordnet ist. Die Innenbohrungen verbinden die
Steuerflächen der exzenterförmigen Nuten mit der Überströmöffnung im
Pilotventilgrundkörper. Das in dieser Ausführungsform zylindrische, mit zwei
exzentrischen Nuten versehene Steuerelement ist im zugeordneten
Grundkörper des Pilotventils um seine Längsachse drehbar und kann somit
beispielsweise mittels eines Servomotors angetrieben werden.
Erfindungsgemäß ist aber auch, daß als Pilotventil in einem zugeordneten
Pilotventilkörper mit vier Steuerdüsen und einer Überströmöffnung zur
Abflußleitung nach T ein konischer, mit Innenbohrungen und zwei
übereinander jeweils über weniger als den halben Umfang und gegeneinander
um 180° versetzt angeordneten exzenterförmigen Nuten versehener,
Drehkolben als Steuerelement angeordnet ist. Die Innenbohrungen verbinden
wiederum die Steuerflächen der exzenterförmigen Nuten mit der
Überströmöffnung im Pilotventilgrundkörper. Auch das konische Steuerelement
ist um seine Längsachse drehbar und kann daher beispielsweise wiederum
mittels eines Servomotors angetrieben werden. Darüberhinaus hat diese
konische Ausführungsform den Vorteil, daß gerade in der "0"-Stellung des
Steuerelementes alle Düsenöffnungen hermetisch verschlossen sind, so daß
keine Leckverluste auftreten können.
Kennzeichnend ist in diesem Zusammenhang, daß beispielsweise bei Einsatz
von hermetisch schließenden Pilotventilen, im Ventilblock zwischen dem
Ventilkörper und den Gleitflächen des Ventilkolbens, Dichtungen angeordnet
werden können. Dadurch werden auch die bei "0"-Stellung des
Steuerelementes sonst zwangsläufig auftretenden Leckverluste sowie der
dadurch stattfindende Druckausgleich vermieden.
Erfindungsgemäß ist weiterhin, daß als Pilotventil in einem zugeordneten
Pilotventilkörper mit Steuerdüsen und Überströmöffnungen zur Abflußleitung
nach T zwei konische Schubkolben, mit jeweils einer im Kolbenboden als
Sackloch angeordneten Bohrung durch welche eine im Kegelbereich
angeordnete radiale Durchgangsbohrung geführt ist, als Steuerelemente
angeordnet sind.
Zum "Öffnen" beziehungsweise "Schließen" werden die Steuerelemente
translatorisch in Richtung ihrer Rotationsachse in der zugeordneten
Pilotventilkammer beispielsweise über Schubmagnete und/oder ein
Hebelsystem verschoben. Dabei verändern sich die zwischen Steuerelement
und Pilotventilkammer entstehenden Steuerspalte wegproportional, so daß
auch mit dieser erfindungsgemäßen Anordnung der Steuerdruck zum
Ansteuern der erfindungsgemäßen Rückschlagventile wegproportional variiert
werden kann. Da auch dieses Sitzventil hermetisch schließt, sind im
zugeordneten Ventilblock zwischen dem Ventilkörper und den Gleitflächen des
Ventilkolbens, Dichtungen angeordnet. Somit werden auch mittels dieser
erfindungsgemäßen Anordnung die Leckverluste und der dadurch stattfindende
Druckausgleich vermieden.
Nachfolgend wird nun die erfindungsgemäße Lösung an Hand einiger
Ausführungsbeispiele in Verbindung mit fünf Figuren näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 die Darstellung der erfindungsgemäßen hydraulischen
Steuervorrichtung als schematische Prinzipskizze bei
Darstellung des Steuerelementes in Form eines
federbelasteten Schubkolbens mit stark vergrößert
dargestellten Spaltweiten,
Fig. 2 Darstellung der erfindungsgemäßen hydraulischen
Steuervorrichtung mit Schubkolbensteuerung;
Fig. 3 Darstellung der erfindungsgemäßen hydraulischen
Steuervorrichtung mit Drehkolbensteuerung (zylindrisch);
Fig. 4 Darstellung der erfindungsgemäßen hydraulischen
Steuervorrichtung mit Drehkolbensteuerung (konisch);
Fig. 5 Darstellung der erfindungsgemäßen hydraulischen
Steuervorrichtung mit Hubkolbensteuerung (konisch).
Wie in der Fig. 1 dargestellt sind in einem Ventilblock 1 (beispielsweise mit
einem Anschlußlochbild gemäß DIN 24340 Form A 10) die vier 2-Wege-Ventil
körper 2, 3, 4, 5 und die diesen zugeordneten Leitungsstränge angeordnet.
In den Ventilkörpern 2, 3, 4, 5 befinden sich die mit Ventilfedern 6
beaufschlagten Ventilkolben 7. Die Kolbenböden der federbelasteten
Ventilkolben 7 eines jeden 2-Wege-Einbauventils sind erfindungsgemäß in
Richtung ihrer Längsachse mit Blenden versehen. Der Durchmesser dieser
kreisförmigen Blende beträgt im vorliegenden Fall 0,5 mm.
Diese im Kolbenboden jedes erfindungsgemäßen 2-Wege-Einbauventils
angeordnete Blende gewährleistet einen Druckausgleich bei geschlossener
Steuerdüse in den beiden durch die Blende verbundenen Ventilkammern.
Darüberhinaus ist in der Verbindungsleitung der beiden Ventilkörper 2 und 3
zum Anschluß des Verbrauchers A, unmittelbar nach dem von P
beaufschlagten 2. Ventilkörper 3, ein Rückschlagventil 9 angeordnet. Ebenso
befindet sich der Verbindungsleitung der beiden Ventilkörper 4 und 5 zum
Anschluß des Verbrauchers B, unmittelbar nach dem von P beaufschlagten 3.
Ventilkörper 4 ein weiteres Rückschlagventil 9. Diese beiden
Rückschlagventile verhindern bei Druckübersetzungen, beispielsweise wie in
dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel beim Antrieb eines
Differentialzylinders, die Rückströmung der Druckflüssigkeit in die
Anschlußleitung P dann, wenn der Lastdruck in einem der
Verbraucheranschlüsse A oder B größer als am Anschluß P wird.
Auf dem Ventilblock 1 ist ein Pilotventil 11 aufgeschraubt. In diesem Pilotventil
11 befindet sich eine Pilotventilkammer 12 mit einer Überströmöffnung und der
mit dieser verbundenen Abflußleitung 20 nach T sowie vier, von der Geometrie
des Steuerelementes 16 definiert vorgegebenen, zueinander beabstandet
angeordneten Steuerdüsen 13, die über Steuerleitungen 14 mit der
Steuerkammer 15 des jeweils zugeordneten Ventilkörpers 2, 3, 4 oder 5
verbunden sind.
In der zylindrischen Ventilkammer 12 ist das Steuerelement 16 in Form eines
Schubkolbens angeordnet. Dieses Steuerelement 16 besitzt eine zentrisch
angeordnete Bohrung 17.
Am Umfang des Steuerelementes 16 sind konische Steuerflächen 18
angeordnet, die über Durchlaßbohrungen 19 mit der Bohrung 17 des
Steuerelementes 16 verbunden sind.
In der Ruhestellung des Steuerelementes 16 sind alle vier Steuerdüsen 13
verschlossen. Da jeder der erfindungsgemäßen Ventilkolben 7 im vorliegenden
Fall zwischen seiner Kolbenfläche und seiner Sitzfläche eine Differenz von
etwa 10% aufweist, werden auf Grund des Druckausgleiches über die in den
Ventilkolben 7 angeordneten Blenden 8 in den beiden erfindungsgemäß
verbundenen Ventilkammern, die Ventilkolben 7 auf ihre jeweiligen Sitzflächen
in den zugeordneten 2-Wege-Ventilkörpern 2, 3, 4, 5 gepreßt. Gleichzeitig
wird dieser Effekt durch die auf die Ventilkolben 7 einwirkenden Ventilfedern 6
noch zusätzlich verstärkt.
Alle Anschlüsse A, B, P und T sind in der Ruhestellung des Steuerelementes
16 gesperrt. Somit ist der Kolben des Motors 10 im Arbeitszylinder
eingespannt.
Wird nun der Kolben des Steuerelementes 16 nach rechts bewegt, so werden
die dem 2. Ventilkörper 3 und dem 4. Ventilkörper 5 zugeordneten Steuerdüsen
über die Steuerflächen 18 vom Verschiebeweg abhängig kontinuierlich
geöffnet. Die dabei entstehende Drosselspalte nimmt proportional mit dem
Verschiebeweg des Steuerelementes 16 zu. Gleichzeitig fällt in den
Steuerleitung 14 und der Steuerkammer 15 des 2. Ventilkörpers 3 der
anstehende Druck P proportional mit der Vergrößerung der Drosselspalte.
Dadurch hebt der Ventilkolben 7 im 2. Ventilkörper 3 von seinem Ventilsitz ab
und läßt einen geregelten Volumenstrom von Anschlußleitung P über das
zugeordnete Rückschlagventil 9 zum Verbraucheranschluß A strömen.
Zugleich baut sich in der Steuerkammer des 4. Ventilkörpers 5 auf Grund der
Blende 8 im Ventilkolben 7 ein Druck auf, der aus der Schubkraft des Kolbens
und dem Lastzug beziehungsweise dem Lastdruck resultiert. Dieser Druck in
der Steuerkammer des 4. Ventilkörpers 5 liegt auch in der zugeordneten
Steuerleitung 14 wie auch an der zugeordneten Steuerdüse 13 an.
Das zwischen dem 3. Ventilkörper 4 und dem 4. Ventilkörper 5 angeordnete
Rückschlagventil 9 verhindert nun in der vorliegenden erfindungsgemäßen
Bauform bei Einsatz eines Differentialzylinders, wobei wie in der Fig. 1
dargestellt der "Lastdruck" am Verbraucheranschluß B größer als am Anschluß
P wird, ein Überströmen der Druckflüssigkeit nach P.
Würden diese Rückschlagventile 9 nicht eingebaut ergäbe sich mit der dann
abgeänderten erfindungsgemäßen Anordnung eine differential
Eilgangschaltung.
Da sich nun mit der an der Steuerdüse 13 des 2. Ventilkörpers 3 angeordneten
Drosselspalte synchron und proportional auch die Drosselspalte an der
Steuerdüse 13 des 4. Ventilkörpers 5 am Pilotventil öffnet, baut sich auch
gleichzeitig der Druck in der Steuerkammer 15 des 4. Ventilkörpers 5 ab.
Der dort angeordnete Ventilkolben 7 hebt dabei von seinem Sitz ab und läßt
einen geregelten Volumenstrom von B nach T strömen. Dadurch bewegt sich
die Kolbenstange des Motors 10 exakt geregelt und dabei gleichzeitig
"eingespannt" nach rechts, so daß selbst unter extremer Last kein durch diese
extreme Last verursachter Vorlauf möglich ist.
Aus der somit exakt definierten Bewegungscharakteristik der
erfindungsgemäßen Steuerung des Motors resultiert auch dessen Senk-,
Brems- wie auch seine Lasthaltefunktion, die im Gegensatz zur Realisierung
dieser Funktionen mit den anderen im Stand der Technik dafür üblichen
Bauformen den Einsatz von zusätzlichen Baugruppen vermeidet.
In der Fig. 2 ist nun die, bereits im Zusammenhang mit der
zweidimensionalen schematischen Darstellung gemäß Fig. 1, beschriebene
Bauform der erfindungsgemäßen Lösung etwas modifiziert dreidimensional
dargestellt. Im Ventilblock des Pilotventils 11 ist neben den bereits
beschriebenen Steuerdüsen 13 eine Überströmöffnung zur Abflußleitung 20
dargestellt. Die translatorische Verschiebung des Steuerelementes 16 kann
beispielsweise mittels zweier Schubmagnete erfolgen.
In dieser speziellen Ausführungsform wird von der erfindungsgemäßen
hydraulische Steuervorrichtung eine Pumpe als Motor zur Erzeugung eines
Drehmomentes angetrieben. Bei dem hier gewählten Einsatzfall wurde auf den
Einbau von Rückschlagventilen in den Ventilblock der erfindungsgemäßen
hydraulische Steuervorrichtung verzichtet, da vorausgesetzt wurde, daß der
Druck in den Verbraucheranschlüssen A oder B stets kleiner als am Anschluß
P ist.
Wird jedoch in einer der Verbraucherleitungen beispielsweise durch
Momenteneinleitung am Motor der Systemdruck P in A oder B merklich
überschritten, so hebt in Abhängigkeit von der am Ventilkolben vorhandenen
Ringfläche und der jeweils eingesetzten Ventilfeder (im Ausführungsbeispiel
bei ca. 115%) der zugeordnete Ventilkolben von seinem Sitz ab und läßt über
das hier nicht dargestellte Systemdruckbegrenzungsventil den überschüssigen
Volumenstrom in den Tank zurückströmen (Schockventil).
Die Fig. 3 zeigt nun eine weitere mögliche Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Lösung. Hierbei ist als Pilotventil 11 in einem
zugeordneten Pilotventilkörper mit vier Steuerdüsen 13 und Überströmöffnung
zur Abflußleitung 20 nach T ein zylindrischer mit Innenbohrungen und zwei
übereinander jeweils über weniger als den halben Umfang und gegeneinander
um 180° versetzt angeordneten exzenterförmigen Nuten versehener
Drehkolben als Steuerelement 16 angeordnet. Die vier Steuerflächen 18 des
zylindrischen Drehkolbens werden von den exzentrisch in diesem
angeordneten Nuten gebildet und sind über Durchlaßbohrungen 19 mit einer
zentrisch im Drehkolben als Sackloch angeordneten Bohrung verbunden. Über
eine im Pilotventilgrundkörper angeordnete Überströmöffnung ist diese
Bohrung mit der Abflußleitung 20 nach T verbunden. Das um seine
Längsachse drehbare zylindrische Steuerelement 16 kann beispielsweise von
einem Handhebel oder aber auch einem Servomotor angetrieben werden und
so erfindungsgemäß den als Differentialkolben dargestellten Motor 10 analog
den bereits zu Fig. 1 dargelegten Erläuterungen steuern.
In der Fig. 4 wird eine weitere mögliche Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Lösung vorgestellt. Dabei ist als Pilotventil 11 ein
konischer, in einem zugeordneten Pilotventilkörper mit vier Steuerdüsen 13
und einer Überströmöffnung zur Abflußleitung 20 nach T angeordneter, mit
Innenbohrungen und zwei übereinander, jeweils über weniger als den halben
Umfang und gegeneinander um 180° versetzt angeordneten exzenterförmigen
Nuten versehener, Drehkolben als Steuerelement 16 eingesetzt. Auch in
diesem Ausführungsbeispiel werden die vier Steuerflächen 18 von den
exzentrisch im konischen Drehkolben angeordneten Nuten gebildet. Auch
diese Steuerflächen sind analog dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 mit der
Abflußleitung 20 nach T verbunden. Der Vorteil dieser Ausführungsform
gegenüber der bereits erläuterten Ausführungsform gemäß Fig. 3 besteht
darin, daß auf Grund der konischen Sitzflächen das in der Fig. 4 dargestellte
Pilotventil in seiner "0"-Stellung die Düsenöffnungen 13 hermetisch
verschließt. Wesentlich ist dabei, daß wie ebenfalls in der Fig. 4 dargestellt,
bei Einsatz dieses hermetisch schließenden Pilotventils 11, im Ventilblock 1
zwischen den Ventilkörpern 2, 3, 4, 5 und den diesen zugeordneten
Gleitflächen des Ventilkolbens 7, Dichtungen 21 angeordnet sind. Somit wird in
"0"-Stellung des Steuerelementes durch die Dichtung 21 gewährleistet, daß
alle Steuerkammern 15 gegenüber dem "Abflußraum" im Ventilkörper
hermetisch verschlossen sind und somit die sonst zwangsläufig auftretenden
Leckverluste sowie der dadurch stattfindende Druckausgleich vermieden wird.
Das um seine Längsachse drehbare, konische Steuerelement 16 kann dabei
wiederum beispielsweise von einem Servoimpulsmotor angetrieben werden
und so erfindungsgemäß den als Differentialkolben dargestellten Motor 10
analog den bereits zu Fig. 1 dargelegten Erläuterungen steuern.
Die in Fig. 5 dargestellte Bauform zeigt nun eine weitere Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Lösung. Hierbei werden die Steuerflächen 18 mittels
zweier Schubkolben mit konischen Sitzen realisiert. Dabei sind in einem
zugeordneten Pilotventilkörper mit Steuerdüsen 13 und Überströmöffnungen
zur Abflußleitung 20 nach T zwei konische Schubkolben, mit jeweils einer im
Kolbenboden all Sackloch angeordneten Bohrung 17 durch welche eine im
Kegelbereich angeordnete radiale Durchgangsbohrung geführt ist, als
Steuerelemente angeordnet.
Zum "Öffnen" beziehungsweise "Schließen" werden diese kegelförmigen
Steuerelemente 16 translatorisch in Richtung ihrer Rotationsachse in den
zugeordneten Pilotventilkammern verschoben. Diese translatorische
Verschiebung der Steuerelemente kann beispielsweise wiederum mittels
Schubmagnete oder wie in der Fig. 5 dargestellt mittels eines Hebels 23
erfolgen. Dabei verändern sich die zwischen Steuerelement und
Pilotventilkammer entstehenden Steuerspalte wegproportional so daß der
Steuerdruck zum Ansteuern der erfindungsgemäßen Rückschlagventile
wegproportional variiert werden kann. Wodurch wiederum auch mittels dieser
Bauform der als Differentialkolben dargestellten Motor 10 analog den bereits
zu Fig. 1 dargelegten Erläuterungen erfindungsgemäß gesteuert werden
kann.
Da auch in dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung mit
Sitzventil dieses hermetisch schließt, sind im zugeordneten Ventilblock
zwischen dem Ventilkörper und den Gleitflächen des Ventilkolbens, ebenfalls
Dichtungen angeordnet. Somit können auch mittels der in Fig. 5 dargestellten
erfindungsgemäßen Anordnung die Leckverluste in den Steuerkammern bei "0"-Stellung
des Pilotventils sowie der dadurch stattfindende Druckausgleich
vermieden werden.
Mittels der erfindungsgemäßen Lösung ist es somit gelungen eine hydraulische
Steuervorrichtung zu entwickeln, welche bei minimalem Fertigungs- und
Montageaufwand ohne zusätzlichen Platzbedarf und selbst in Verbindung mit
jeder handelsüblichen Anschlußplatte (mit standardisierten Lochbild) sogar
eine definierte weg- und geschwindigkeitsgeregelte Ansteuerung eines
Differentialzylinders bei gleichzeitiger Realisierung einer Lasthaltefunktion
ermöglicht und dabei zudem eine Sicherheitsfunktion gewährleistet, so daß
selbst bei einem Bruch der den Kolbenboden belastenden Ventilfeder des 2-Wege-Ein
bauventiles dieses stets geschlossen bleibt.
1
Ventilblock
2
1. Ventilkörper
3
2. Ventilkörper
4
3. Ventilkörper
5
4. Ventilkörper
6
Ventilfeder
7
Ventilkolben
8
Blende
9
Rückschlagventil
10
Motor
11
Pilotventil
12
Pilotventilkammer
13
Steuerdüse
14
Steuerleitung
15
Steuerkammer
16
Steuerelement
17
Bohrung
18
Steuerfläche
19
Durchlaßbohrungen
20
Abflußleitung
21
Dichtung
22
Druckfeder
23
Hebel
Claims (9)
1. Hydraulische Steuervorrichtung zur definierten Steuerung beispielsweise
eines Motors unter Verwendung von vier 2-Wege-Einbauventilen, dadurch
gekennzeichnet, daß im Kolbenboden in Richtung der Längsachse des
federbelasteten Ventilkolbens eines jeden 2-Wege-Einbauventiles Blenden
mit einem Durchmesser von etwa 0,05 mm bis 1 mm angeordnet sind, wodurch
sich bei geschlossenen Steuerdüsen auf Grund der in den Ventilkolben
angeordneten Blenden der Druck aus den Anschlußleitungen A, B und P in den
jeweils zugeordneten Steuerkammern aufbaut.
2. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in einer bevorzugten Ausführungsform jeder Ventilkolben
eine Differenz zwischen Kolbenfläche und Sitzfläche von etwa 10% aufweist.
3. Hydraulische Steuervorrichtung nach einem oder beiden der Ansprüche
1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Pilotventil mit vier wegproportional
öffnenden Steuerdüsen und einer Überströmöffnung zur Abflußleitung nach T
versehen ist, wobei in der "0"-Stellung des Steuerelementes alle vier
Steuerdüsen verschlossen sind und entsprechend der Verschiebungsrichtung
und in Abhängigkeit vom jeweiligen Verschiebeweg des Steuerelementes die
beiden der entsprechenden Verschiebungsrichtung zugeordneten Steuerdüsen
sowie die mit diesen verbundenen Steuerleitungen zugleich, vom
Verschiebeweg abhängig den Druck in den Steuerkammern verändernd,
querschnittssynchron geöffnet beziehungsweise verschlossen werden.
4. Hydraulische Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung
der benachbarten Ventilkörper zum Anschluß des jeweiligen Verbrauchers A
oder B, unmittelbar nach dem von P beaufschlagten Ventil ein Rückschlagventil
angeordnet sein kann.
5. Hydraulische Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Pilotventil in einem
zugeordneten Pilotventilkörper mit vier Steuerdüsen und Überströmöffnung zur
Abflußleitung nach T ein federbelasteter mit konischen Steuerflächen und
Durchlaßbohrungen versehener Schubkolben als Steuerelement angeordnet
ist.
6. Hydraulische Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Pilotventil in einem
zugeordneten Pilotventilkörper mit vier Steuerdüsen und Überströmöffnung zur
Abflußleitung nach T ein zylindrischer mit Innenbohrungen und zwei
übereinander jeweils über weniger als den halben Umfang verlaufenden und
gegeneinander um 180° versetzt angeordneten exzenterförmigen Nuten
versehener Drehkolben als Steuerelement angeordnet ist.
7. Hydraulische Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Pilotventil in einem
zugeordneten Pilotventilkörper mit vier Steuerdüsen und einer
Überströmöffnung zur Abflußleitung nach T ein konischer, mit Innenbohrungen
und zwei übereinander jeweils über weniger als den halben Umfang
verlaufenden und gegeneinander um 180° versetzt angeordneten
exzenterförmigen Nuten versehener Drehkolben als Steuerelement angeordnet
ist.
8. Hydraulische Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventilkörper
und den Gleitflächen des Ventilkolbens Dichtungen angeordnet sein können.
9. Hydraulische Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Pilotventil in einem
zugeordneten Pilotventilkörper mit Steuerdüsen und Überströmöffnungen zur
Abflußleitung nach T zwei konische Schubkolben mit Innenbohrungen als
Steuerelemente angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1997128092 DE19728092A1 (de) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Hydraulische Steuervorrichtung |
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DE1997128092 DE19728092A1 (de) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Hydraulische Steuervorrichtung |
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Family Applications (1)
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