DE2753439A1

DE2753439A1 - Lastabhaengiges stromregelventil

Info

Publication number: DE2753439A1
Application number: DE19772753439
Authority: DE
Inventors: Tadeusz Budzich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-02-28
Filing date: 1977-11-30
Publication date: 1978-08-31
Also published as: GB1585139A; JPS53107569A; FR2381928A1; CA1060309A; FR2381928B1; DE2753439C2

Description

21897

TADEÜSZ BUDZICH Moreland Hills, Ohio (V.St.A.)

Lastabhängig^ Stromregelventil

Die Erfindung betrifft allgemein ein lastabhängiges Stromregelventil und ein derartige.Ventile enthaltendes, kraftübertragendes Druckmittelsystem, das von einer einzigen Pumpe mit konstanter oder verstellbarer Fördermenge gespeist wird. Das Stromregelventil wird lastabhängig gesteuert und kann in einem System verwendet werden, in dem mehrere Lasten durch voneinander unabhängige Stromregelventile in positiven und negativen Lastzuständen einzeln gesteuert werden können.

Insbesondere betrifft die Erfindung Wege- und Stromregelventile, die zur gleichzeitigen Steuerung mehrerer Lasten in positiven und negativen Lastzuständen geeignet sind.

Die Erfindung betrifft ferner Wege- und Stromregelventile, die zur gleichzeitigen Steuerung von mehreren positiven und negativen Lasten geeignet sind und bei der Steuerung einer negativen Last die Druckmittelzufuhr von der Pumpe zu dem Kolbentrieb unterbrechen und Druckmittel von dem abströmeeitigen Teil des Druck-

809836/0497

mittelsystems dem Eintritt des Kolbentriebes zuführen.

In einer neutralen Stellung geschlossene Ventile können aus verschiedenen Gründen vorteilhaft verwendet werden. Sie ermöglichen eine Laststeuerung mit herabgesetzten Leistungsverlusten, so dass das System mit einem höheren Wirkungsgrad arbeitet. Wenn sie jeweils nur eine Last steuern, ermöglichen sie eine von der Größe der Last unabhängige Stromregelung. Derartige Ventile werden normalerweise lastabhängig derart gesteuert, dass der Förderdruck der Pumpe automatisch um eine konstante Druckdifferenz über dem zum Halten der Last erforderlichen Lastdruck gehalten wird. Der dem belasteten Kolbentrieb zugeführte Strom wird mitfels einer verstellbaren Drosselöffnung gesteuert, die zwischen der Pumpe und dem Kolbentrieb eingeschaltet ist. Dabei ist jeder Drosselquerschnitt einem anderen Durchflußwert zugeordnet, der unabhängig von Veränderungen der Größe der Last konstantgehalten wird. Infolge grundlegenden Nachteils, der diesem System eigentümlich ist, kann dieses jedoch nur begrenzt angewendet werden.

Normalerweise ist in einem solchen System das lastabhängige Ventil zur Aufrechterhitung einer konstanten Druckdifferenz und daher eines konstanten Stroms geeignet, wenn jeweils nur eine Last betätigt wird. Bei der gleichzeitigen Steuerung von zwei oder mehreren Lasten kann eine Stromregelung nur für die größte dieser Lasten aufrechterhalten werden, während die kleineren Lasten mit Geschwindigkeiten bewegt werden, die von den Veränderungen der Größe der größten Last abhängig sind. Ein Stromregelventil für ein derartiges System ist in der US-PS 3 483 953 (Haussler) angegeben.

- 3 809835/0497

Man kann diesen Nachteil teilweise beseitigen, indem man ein Proportionalregelventil verwentrt, wie es in der am 7. Oktober 1969 ausgegebenen US-PS 3 4-70 6°Λ des Erfinders und in der am 15· Juli 1969 ausgegebenen US-PS 3 4-55 210 (Allen) angegeben ist· Biese Ventile sind zwar zur Steuerung von positiven Lasten, aber nicht zur Stromregelung bei der Steuerung von negativen Lasten geeignet, weil diese dem Druckmittelsystem Energie nicht entnehmen, sondern zuführen, so dass eine negative Last mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die von der Größe der negativen Last abhängig ist. Insbesondere bei sogenannten Kipplasten, d. h. von Lasten, die aus einem positiven in einen negativen Lastzustand übergehen können, kann mit Hilfe eines derartigen Ventils die Geschwindigkeit der Bewegung einer negativen Last nicht gesteuert werden*

Man kann diesen Nachteil durch die Verwendung eines lastabhängigen Stromregelventils beheben, wie es in der am 10. Juli 1973 ausgegebenen US-PS 3 7^4 517 des Erfinders und der am 13· Mai 1975 ausgegebenen US-PS 3 882 896 des Erfinders angegeben ist. Diese Ventile sind zur Steuerung von positiven und negativen Lasten geeignet, wobei der Pumpendruck von dem höchsten Funkt abhängig ist, der in dem System zur Steuerung einer Last erforderlich ist. Biese Ventile besitzen aber eine verstellbare Broseelöffnung, die bei der Stmierung einer negativen Last abströmseitig von des Kolbentrieb angeordnet ist, so dass die Ventile den von dem Kdbentrieb abströmenden BruckmitteIstrom statern. Auch bei der Steuerung von negativen Lasten bewirken diese Ventile, dass dem Eintritt des Kolbentriebes aus der Druckleitung der Pumpe von dieser gefördertes Druckmittel in einem

809835/0497

gedrosselten Strom zugeflihrt wird. In bestimmten leistungssteuernden Druckmittelsystemen ist es aber vorteilhaft, bei der Steuerung einer negativen Last dem Eintritt des Kolbentriebes kein von der Pumpe gefördertes, sondern von der Austrittsöffnung des Kolbentriebes kommendes Druckmittel zuzuführen.

Man kann diesen Nachteil zum Teil durch die Verwendung von Stromregelventilen beheben, wie sie in der am 30. April 1974 ausgegebenen US-PS 3 807 44-7 (Masuda) angegeben sind. In diesen Ventilen wird bei der Steuerung von negativen Lasten dem Eintritt des Kolbentriebes das erforderliche Druckmittel von der Aistrittsöffnung des Kolbentriebes her zugeführt. Dabei wird aber der Eintrittsdruck des Kolbentriebes dadurch gesteuert, dass Druckmittel über einen Überströmweg an einen nachgeschalteten Laststeuerkreis abgegeben wird. Die Punktion der Ventile gemäß der US-PS 3 807 W7, insbesondere die von ihnen bewirkte Proportionalregelung, beruht auf der Verwendung einer Reihenschaltung, in der überschüssiges Druckmittel fortlaufend von einem Ventil zu dem nächsten abgezweigt wird und der Systemdruck durch die von hintereinandergeschalteten Laststeuerkreisen gesteuerten Lasten bestimmt wird. In einem derartigen Syste» muß das Druckmittel, das dem letzten eine Last steuernden Ventil zugeführt wird, durch die Überströmwege aller anderen Ventile des Systems strömen, so dass hohe Drosselverluete auftreten. Diese Ventile sind in Parallelschaltung nicht zur Steuerung von mehreren Lasten geeignet und geben an den Regler der Puepe kein lastdruckabhängigeβ Signal zur Regelung des Förderstroae der Pumpe ab.

Daher besteht eine Hauptaufgabe der Erfindung in der

809835/0497

Schaffung von lastabhängigen Wege- und Stromregelventilen, die bei der Steuerung von negativen Lasten die Pumpe des Systems von dem Eintritt des Kolbentriebes absperren und diesem Einlaß Druckmittel aus dem abströmseitigen Teil des Systems zuführen, wobei diese Ventile an die Pumpe des Systems Steuersignale abgeben, die bewirken, dass der Förderdruck der Pumpe des Systems um eine konstante Druckdifferenz über dem höchsten Druck liegt, der in dem System zur Steuerung einer positiven Last verwendet wird.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung von lastabhängigen Wege- und Stromregelventilen, die mit einer gemeinsamen Abströmleitung für unter Druck stehendes Druckmittel verbunden sind, wobei von dieser Abströmleitung den Eintritten der negative Lasten steuernden Motoren das erforderliche Druckmittel zugeführt wird, während die Pumpe des Systems dazu dient, ein Sinken des Drucks in der Abströmleitung unter einen vorherbestimmten Mindestwert zu verhindern.

Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung von lastabhängigen Wege- und Stromregelventilen, die den Strom bei der Steuerung von positiven Lasten in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz an einer verstellbaren Drosselöffnung zwischen der Pumpe und dem Kolbentrieb und bei der Steuerung von negativen Lasten in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz an einer verstellbaren Drosselöffnung zwischen dem Kolbentrieb und einer gemeinsamen Anströmleitung regeln.

Zur Lösung dieser und anderer Aufgaben und zum Erzielen weiterer Vorteile schafft die Erfindung ein lastabhängi-

809835/0497

ges Druckmittelsteuersystem zur gleichzeitigen Steuerung von mehreren positiven und negativen Lasten durch Proprotionalregelung. Eine Pumpe des Systems wird in Abhängigkeit von einem Drucksignal gesteuert, das von einem Ventil des Systems abgegeben wird und dem höchsten Lastdruck in dem System entspricht. Der abströmseitige Teil des Systems steht unter Druck, und das abströmende Druckmittel wird den negative Lasten steuernden Kolbentrieben zugeführt. Bei der Steuerung von positiven und negativen Lasten sprechen die Ventile auf Druckdifferenzen an verstellbaren Drosselöffnungen an, die eintritts- bzw. austrittsseitig von dem Kolbentrieb angeordnet sind·

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Diese zeigt im Längsschnitt eine Ausführungsform eines lastabhängigen Stromregelventils, das zur Steuerung von poa'JLtiven Lasten in Abhängigkeit von einer eintrittsseitig von dem Kolbentrieb vorhandenen Druckdifferenz und zur Steuerung von negativen Lasten in Abhängigkeit von einer austr^ittsseitig von dem Kolbentrieb vorhandenen Druckdifferenz geeignet und für die Verwendung in einem lastabhängigen Druckmittelsteuersystem bestimmt ist, wobei Leitungen, ein Stromregler für das System, eine Pumpe für das System, ein zweites lastabhängiges Ventil, ein abströmseitiges Druckhalteventil und ein Behälter des Systems schematisch dargestellt sind.

Ein Stromregelventil 10 ist zwischen einem schematisch angedeuteten Kolbentrieb 11, der eine Last L steuert, und einer Pumpe 12 eingeschaltet, die mit konstanter oder verstellbarer Fördermenge arbeitet und von einem nicht gezeigten Antriebsmotor über eine Welle 13 ange-

109*35/0497

27S3439

trieben wird. Zwischen einem schematisch angedeuteten Kolbentriet 15, der eine Last W steuert, und der Pumpe 12 ist ein zweites Stromregelventil 14- eingeschaltet, das mit dem Stromregelventil 10 identisch ist. Der von der Pumpe 12 an die Strom-regelventile 10 und 14 abgegebene Druckmittelstrom wird mittels eines Pumpenregler 16 gesteuert. Wenn die Pumpe 12 mit konstanter Fördermenge arbeitet, wird als Pumpenregler 16 ein druckdifferenzregelndes Überströmventil verwendet, das in bekannter Weise bewirkt, dass so viel von der Pumpe 12 gefördertes Druckmittel in einen Behälter 17 überströmt, dasβ der Förderdruck der Pumpe 12 um eine konstante Druckdifferenz über dem in dem Kolbentrieb 11 oder 15 herrschenden Lastdruck gehalten wird. Wenn die Pumpe 12 mit verstellbarer Fördermenge arbeitet, wird als Pumpenregler 16 ein an sich bekannter Differenzdruckregler verwendet, der durch Veränderung des Förderstroms der Pump· 12 deren Förderdruck um eine konstante Druckdifferenz über dem in dem Kolbentrieb 11 oder 15 herrschenden Lastdruck hält.

Das Stromregelventil 10 ist ein Vierwegeventil. Sein Gehäuse 18 besitzt eine Bohrung 19, in der ein Stellkolben 20 axial geführt ist. Dieser ist mit Rippen 21, 22 und 23 und einer Drosselrippe 24 versehen. In der in der Zeichnung gezeigten, neutralen Stellung des Stellkolbens 20 bewirken diese Bippen, dass ein Vorratsraum 25, Lastdruckräume 26 und 27* Austritteräume 28 und 29 und ein Überströmraum 30 voneinander getfennt sind. Die Drosselrippe 24 ist mit Drosselschlitzen 31 und 32 versehen, die nach einer Verschiebung der Drosselrippe 24 aus der neutralen Stellung in der einen oder anderen * Richtung den Axstrittsraum 28 mit dem Übertrittsraum

809815/0497

verbindet. Der Übertrittsraum 30 ist dreh Schlitze 34 eines Regelkolbens 35 für negative Lasten mit dem Abströmraum 36 verbunden. Der Regelkolben 35 für negative Lasten ist außer mit den Schlitzen 34- noch mit Drosselkanten 37 versehen und steht in den Regelraum 38 vor. Eine Belastungsfeder 39 trachtet, den Regelkolben 35 für negative Lasten in die dargestellte Stellung zu bewegen. Der Regelkolben 35 für negative Lasten ist zur Begrenzung seines Hubes mit einem Anschlag 40 versehen, der mit der Fläche 4-1 zusammenwirkt. Der Abströmraum 36 ist über eine Abströmleitung 4-2, ein abströmseitiges Druckhalteventil 43 und die Leitung 44 mit dem Behälter 17 verbunden.

Die Pumpe 12 ist über ihre Druckleitung 45 und das Last-Rückschlagventil 46 mit einem Eintrittsraum 47 verbunden. Die Druckleitung 45 ist über das Last-Rückschlagventil 48 mit dem Eintrittsraum des Stromregelventils 14 verbunden. Die Regelbohrung 49 verbindet den Eintrittsraum 47 mit dem Vorratsraum 25. Der in der Regelbohrung 49 axialverschiebbare Regelkolben 50 steht an χ seinem einen Ende in den Raum 51 vor, der über Kanäle 52 und 53 und die Drosselöffnung 54 mit dem Vorratsraum 25 verbunden ist. In dem Raum 51 liegt der Regelkolben 50 an dem Anschlagkolben 55 an, der den Raum 56 begrenzt, der durch den Kanal 57 mit dem Austrittsraum 29 verbunden ist. An seinem anderen Ende steht der Regelkolben 50 in den Regelraum 58 vor, der durch den Kanal 59 mit den Lastdruck-Meßkanälen 60 und 61 für positive Lasten und durch die Sickeröffnung 62 und die Leitung 63 mit einem «weiten Abströmraum verbunden und mit dem Druck stromaufwärts von dem abströmseitigen Druckhalteventil 43 beaufschlagt ist. Ibt Regelraum und die Sickeröffnung des Stromregelventile

- 9 -809835/0^97

sind über die Leitung 65 mit dem Druck stromaufwärts von dem abströmseitigen Druckhalteventil 43 beaufschlagt. Der Regelkolben 50 hat Schlitze 66, die in Drosselkanten 67 enden, sowie eine Dichtrippe 69, die eine Steuerfläche 68 besitzt und den Regelraum 58, den \brratsraum 25 und den zweiten Abströmraum 64 voneinander trennt. Eine Belastungsfeder 70 trachtet, den Regelkolben 50 in eine Stellung zu bewegen, in der die Schlitze 66 den Vorratsraum 25 mit dem Eintrittsraum 47 verbinden. In der in der Zeichnung dargestellten Stellung trennt der Regelkolben 50 mit seiner Dichtrippe 69, welche die Steuerfläche 68 besitzt, den Vorratsraum 24 von dem zweiten Abströmraum 64. Durch die Verschiebung der Dichtrippe 69 von rechts nach links wird an der Steuerfläche 68 eine Querverbindung zwischen dem Vorratsraum 25 und dem zweiten Abströmraum 64 aufgesteuert. Der Hub des Regelkolbens 50 ist durch die Fläche 71 begrenzt.

Wenn die Pumpe 12 mit konstantem Förderstrom arbeitet, tritt von der Pumpe im Überschuß gefördertes Druckmittel über das druckdifferenzregelnde Überströmventil 16 und die Leitung 72 in die Abströmleitung 42 geführt, die mit dem Abströmraum 36, dem zweiten Abströmraum 64, einem Überström-Rückschlagventil 73, dem abströmseitigen Druckhalteventil 43 und über die Leitung 65 mit allen Abströmkanälen des Stromregelventils 14 in Verbindung steht. Das Überström-Rückschlagventil 73 ist zwischen der Abströmleitung 42 und dem Vorratsraum 26 eingeschaltet.

Zwischen den Lastdruckräumen 26 und 27 einerseits und dem Vorratsraum 25 ist je ein Lastdruck-Meßkanal 60 baw. 61 für positive Lasten angeordnet. Diese in der neutralen Stellung des Schaltkolbens 20 durch dessen Rippe 22 ge-

- 10 -

809835/0497

sperrten Meßkanäle sind über einen Signalkanal 7^» Rückschlagventil 75 und eine Signalleitung 76 mit dem Pumpenregler 16 verbunden. Die Lastdruck-Meßkanäle des Stromregelventils 14 sind in ähnlicher V/eise durch die Leitung 77» ein Rückschlagventil 78 und die Signalleitung 76 mit dem Pumpenregler 16 verbunden.

Das abströmseitige Druckhalteventil 43 ist zwischen den miteinander vereinigten abströmseitigen Teilen der Stromregelventile 10 und 14 eingeschaltet. Zu diesen abströmseitigen Teilen gehören die Überströmleitung für die Pumpe 12 und der Behälter 17· Das Druckhalteventil 43 ist mit einem Drosselorgan 79 und einer Belastungsfeder 80 versehen, die das Drosselorgan 79 zu einem Sitz 81 hin zu bewegen trachtet.

Die Rippe 22 des Stellkolbens 20 ist mit Signalschlitzen 82 und 83 versehen, die in der Ebene der Lastdruck-Meßkanäle 60 und 61 für positive Lasten angeordnet sind, und mit Drosselschlitzen 84 und 85, die in an sich bekannter Weise in der Umfangsrichtung in Abständen voneinander und von den Signalschlitzen 82 und 83 angeordnet sind. Die Punktion der Signalschlitze 82 und 83 kann in an sich bekannter Weise von den Stirnflächen der Rippe 22 übernommen werden. Aif geeignete Weise wird eine Drehung des Stellkolbens 20 in der Bohrung 19 verhindert.

Wenn der Regelkolben 50 von rechts nach links in eine Stellung bewegt wird, in der die Drosselkanten 67 dde Verbindung zwischen dem Eintrittsraum 47 und dem \brratsraum 25 sperren, befindet sich die Steuerfläche 68 in der Stellung, in welcher das Aufsteuern der Verbindung zwischen dem Vorratsraum 25 und dem zweiten Abströmraum

- 11 -

909835/0497

45/ *'

beginnt. Bei der fortgesetzten Bewegung des Regelkolbens 50 von rechts nach links wird die Verbindung zwischen dem zweiten AbströmrauB 64 und dem Vorratsraum 25 allmählich voll aufgesteuert·

Die Rippen und Schlitze des Stellkolbens 20 sind vorzugsweise derart angeordnet, dass er bei seiner Verschiebung in der einen oder anderen Richtung aus der in der Zeichnung dargestellten, neutralen Stellung zuerst in eine Stellung gelangt, in der einer der Lastdruckräume 26 und 27 durch den Signalschlitz 82 oder 83 mit dem Lastdruck-Meßkanal 60 oder 61 für positiv« Lasten verbunden ist, während die Lastdruckräume 26 und 2? "von dem Vorratsraum 25 und dem Austrittsraum 28 und 29 noch getrennt sind. Danach kann der Stellkolben 20 weiter von seiner neutralen Stellung weg in eine Stellung bewegt werden, in welcher der Lastdruckraum 26 oder 27 an der Zeitsteuerungefläche 86 oder 87 mit dem Austrittsraum 28 und 29 verbunden ist, während nach wie vor des Vorratsraum 25 durch die Rippe von den Lastdruckräumen 26 und 27 getrennt ist und die Austrittsräume 28 und 29 durch die Drosselrippe 24 von dem Übertrittsraum 30 getrennt sind. Durch eine noch weitergehende Verschiebung des Stellkolbens 20 wird der Lastdruckraum 26 oder 27 über die Drosselschlitze 84 oder 85 mit dem Vorratsraum 25 und werden die Justrittsräume 28 und 29 über die Drosselschlitze 31 oder 32 der Drosselrippe 24 mit dem Obertritteraum 30 verbunden.

In der vorstehend beschriebenen, an sich bekannten Weise bewirkt der Pumpenregler 16, dass so viel von der Pump· 12 gefördertes Druckmittel in die Druckleitung 45 eintritt, dass der ^ruck in der Druckleitung 45 um eine konstante Druckdifferenz über dem Druck des höchsten Lastdrucksignale gehalten wird, das über das Rückschlagventilsystem an die Signalleitung 76 abgegeben wird.

- 12 -809835/0497

W_enn sich die Schaltkolben der Stromregelventile 10 und 14 in ihrer neutralen Stellung befinden, in der sie die Lastdruck-Meßkanäle 60 und 61 für positive Lasten sperren, steht das von der Signalleitung 76 an den Pumpenregler 16 abgegebene Drucksignal d=her unter dem Mindestdruck.

Nach dem Hochlaufen einer mit konstanter Fördermenge arbeitenden Pumpe 12 bewirkt das druckdifferenzregelnde Druckentlastungsventil 16, dass der gesamte Förderstrom der Pumpe über die Leitung 72, die Abströmleitung 42, das abströmseitige Druckhalteventil 43 und die Leitung in den Behälter 17 des Systems überströmt, und zwar unter dem der Vorspannung der Feder 80 entsprechenden Mindestdruck, so dass der Druck in der Druckleitung 45 automatisch auf einem Wert gehalten wird, der um eine konstante Druckdifferenz über dem Druck in der Signalleitung 76 oder dem Druck in der Abströmleitung 42 liegt. Es wird daher alles von der Pumpe geförderte Druckmittel mittels des Überströmventils 16 in der vorstehend beschriebenen Weise in den unter niedrigem Druck stehenden, abströmseitigen Teil des Systems beaufschlagt, so dass kein von der Pumpe 12 gefördertes Druckmittel in den Stromregelventilen 10 und 14 verwendet wird· Da die Signalleitung 76 über den Kanal 59 mit dem Regelraum verbunden und dieser über die Sickeröffnung 62 und die Leitung 63 mit dem Druck stromaufwärts des abströmseitigen Druckhalteventils 43 beaufschlagt wird, ist der Überströmdruck in der Druckleitung 45 um eine konstante Druckdifferenz höher als der an dem abströmseitigen Druckhalteventil 43 eingestellte Druck in der Abströmleitung 42. Dieser durch Kanäle 52 und 53 und die Drossel-

- 13 -

809835/0497

öffnung 54- auf den Baum 51 übertragene überströmdruck der Puojte wirkt auf die Querschnittsfläche des Regelkolbens 50 und bewegVdiesen gegen die Kraft der Belastungsfeder 70 von rechte nach links, so dass die Drosselkanten 67 den Kanal zwischen dem Eintrittsraum 47 und dem Vorratsraum 25 schließen. Der Vorratsraum ist über das Überström-Rückschlägventil 73 mit dem Druck in der Abströmleitung 42 beaufschlagt. Der an dem abströmseitigen Druckhalteventil 43 eingestellte Druck ist so gewählt, dass der Druckabfall an den Drosselschlitzen 84 und 85 zum Aufrechterhalten eines Überdrucks in dem Lastdruckraum 26 oder 27 genügt.

Wenn die Pumpe 12 mit verstellbarer Fördermenge arbeitet, kann es zum Aufrechterhalten eines Druckes in dem aus den Leitungen 72, 65, der Abströmleitung 42 und dem abströmseitigen Druckhalteventil 43 bestehenden abströmseitigen Teil des Systems erforderlich sein, eine Mindestmenge des von der Pumpe 12 geförderten Druckmittels in den abströmseitigen Teil des Systems überströmen zu lassen. Zum Aufrechterhalten eines bestimmten vorgewählten Mindestdruckes in dem abströmseitigen Teil des Systems kann man ein druckstabilisierendes Druckminderventil verwenden, über das von dem von der Pumpe geförderten Druckmittel ein Teilstrom abgezweigt und gedrosselt und in den abströmseitigen Teil des Systems überströmen gelassen wird, wenn der Druck in diesem Teil unter den an dem abströmseitigen Druckhalteventil eingestellten Drucksinkt.

Es sei angenommen, dass der Lastdruckraum 26 mit einem durch eine positive Last bedingten Lastdruck beaufschlagt ist und der Stellkolben 20 nach rechts in eine

- 14 809835/0497

Stellung bewegt wird, in welcher der Lastdruckraum 26 durch den SLgnaldruckschlitz 82 mit dem Druckmeßkanal 60 für positive Lasten verbunden ist, während der Vorratsraum 25» die Lastdruckräume 26 und 27 und die Austrittsräume 28 und 29 durch die Rippen 21, 22 und 23 noch voneinander getrennt sind. Wie vorstehend beschrieben wurde, bewirkt das durch die positive Last bedingte Signal, das von dem Druckmeßkanal 60 über den Signalkanal 7^, das Rückschlagventilsystem und die Signalleitung 76 an den Pumpenregler 16 abgegeben wird, dass der Druck in der Druckleitung 4-5 auf einen Wert steigt, der um eine konstante Druckdifferenz über dem Lastdrucksignal liegt. Der über den Kanal 59 in den Regelraum 58 übertragene Lastdruck bewirkt, dass der Regelkolben 50 für positive Lasten nach rechts bewegt wird, so dass über die Schlitze 66 eine Verbindung zwischen dem Eintrittsraum 47 und dem %>rratsraum 25 aufgesteuert wird. Die Verbindung zwischen dem Vorratsraum 25 und dem Eintrittsraum 47 bleibt auf gesteuert, solange der Pumpenregler 16 eine konstante Druckdifferenz zwischen dem Förderdruck der Pumpe und dem durch die positive Last bedingten Lastdruck aufrechterhält.

Danach kann der Stellkolben 20 nach rechts in eine Stellung bewegt werden, in welcher der Lastraum 27 an der Zeitsteuerfläche 87 mit den Austrittsräumen 28 und 29 verbunden ist, während der Lastdruckraum 26 durch die Rippe 22 noch von dem Vorratsraum 25 und den JUstrittsraum 28 durch die Drosselrippe noch von dem Übertrittsraum 30 getrennt ist. Da der Lastdruckraum nur mit einem niedrigen Druck beaufschlagt ist, verändert der Regelkolben 35 für negative Lasten seine Stellung nicht.

- 15 -

809835/0497

Der Stellkolben 20 Vann dann weiter nach rechts in eine Stellung bewegt werden, in welcher der Lastdruckraum über den Drosselschlitz 84 mit dem Vorratsraum 25 und der Austrittsraum 28 an dem Drosselschlitz 32 mit dem Ubertrittsraum 30 verbunden ist. Jetzt bewirkt der Pumpenregler 16 in der vorstehend beschriebenen Weise, dass an der durch die Verschiebung des Drosselspalts aufgesteuerten Drosselöffnung eine konstante Druckdifferenz aufrechterhalten wird. Dabei ist der in den Lastdruckraum 26 eintretende Druckmittelstrom der Querschnittsfläche der Drosselöffnung und daher dem Weg des Stellkolbens 20 aus seiner neutralen Stellung proportional und von der Größe der Last L unabhängig.

Es sei nun angenommen, dass bei der Steuerung einer positiven Last L mittels des Stromregelventils 10 eine größere positive Last W mittels des Stromregelventils 14 gesteuert wird. Jetzt wird das größere Lastdrucksignal von dem Stromregelventil 14- über das Rückschlagventilsystem an den Pumpenregler 16 übertragen, der in dem System jetzt einen Druck aufrechterhält, der um eine konstante Druckdifferenz höher ist als der durch die positive Last W bedingte Lastdruck· In der vorstehend beschriebenen Weise wird der Druckabfall an dem Drosselschlitz 84 und damit auch die Druckdifferenz zwischen dem Raum 51 und dem Regelraum 58 erhöht. Der Regelkolben für positive Lasten bewegt sich in seine Drosselstellung, in welcher er mit seinen Drosselkanten 6? den aus dem Eintrittsraum 47 in den Vorratsraum 25 tretenden Druckmittelstrom derart steuert, dass zwischen dem Vorratsraum 25 und dem Lastdruckraum 26 eine konstante Druckdifferenz aufrechterhalten und daher der durchdbn Drosselschlitz 84 tretende Druckmittelstrom geregelt wird.

- 16 -

809835/0497

- ie -

Es sei nun angenommen, dass der Lastdruckraum 27 mit einem durch eine negative Last bedingten Lastdruck beaufschlagt und der Stellkolben 20 aus seiner neutralen Stellung in der vorstehend beahriebenen Weise nach rechts bewegt wird, während im Bereitschaftszustand der von der Pumpe erzeugte Förderdruck bewirkt, dass der Regelkolben 50 für positive Lasten in einer Stellung gehalten wird, in der er die Verbindung zwischen dem Eintrittsraum 4-7 und dem Vorratsraum 25 sperrt. Jetzt kann der Stellkolben 20 aus seiner neutralen Stellung in der vorstehend beschriebenen Weise nach rechts in eine Stellung bewegt werden, in welcher der Lastdruckraum 26 über den Signalschlitz 82 mit dem Lastdruck-Meßkanal 60 für positive Lasten verbunden ist. Der Lastdruckraum 26 ist jetzt mit einem niedrigen Druck beaufschlagt, auf den weder der Pumpenregler 16 noch der Regelkolben 50 für positive Lasten anspricht.

Danach kann der Stellkolben 20 weiter nach rechts in eine Stellung bewegt werden, in welcher der durch die negative Last bedingte Druck in dem Lastdruckraum 27 in die Austrittsräume 29 und 28 übertragen wird, während der Austrittsraum 28 nach wie vor durch die Drosselrippe 24 von dem Übertrittsraum 30 getrennt ist. Der durch die negative Last bedingte Lastdruck in dem Austrittsraum 28 wird über den Kanal 88 auf den Regelraum 58 übertragen und wirkt dort auf die Querschnittsfläche des Regelkolbens 35 für negative Lasten, so dass dieser Kolben gegen die Kraft der Belastungsfeder 39 g«nz nach links in eine Stellung bewegt wird, in welcher der Regelkolben 35 die Verbindung zwischen dem Übertrittsraum 30 und dem Abströmraun 56 sperrt. Der

- 17 -

809835/0497

durch die negative Last bedingte Lastdruck wird aus dem Austrittsraum 29 über den Kanal 57 in den Raum 56 übertragen und wirkt dort auf die Querschnittsfläche des Anschlagkolbens 50, so dass dieser auf den Regelkolben 5o eine solche Kraft ausübt, dass er gegen die Kraft der Belastungsfeder 70 ganz nach links in eine Stellung bewegt wird, in welcher die Dichtrippe 69 die Fläche 71 berührt. Während der Steuerung einer negativen Last hält der Anschlagkolben 55 den Regelkolben 50 in dieser Stellung, in welcher der Eintrittsraum 47 durch die Drosselkanten 67 von dem Vorratsraum 25 getrennt und infolge der Verschiebung der Steuerfläche 68 der Dichtrippe 69 die Verbindung zwischen dem zweiten Abströmraum 64 und dem Vorratsraum 25 voll aufgesteuert ist.

Der Stellkolben 20 kann dann weiter nach rechts in eine Stellung bewegt werden, in welcher der Drosselschlitz 32 den Austrittsraum 28 mit dem Übertrittsraum 30 und an den Drosselschlitzen 84 der Lastdruckraum mit dem Vorratsraum 25 verbunden ist. Da sich der Regel kolben 35 für negative Lasten in einer Stellung befindet, in welcher der Übertrittsraum 30 abgesperrt ist, ist der Druck in dem Übertrittsraum 30 so hoch, dass die von dem Druck in dem Regelraum 38 auf die Querschnittsfläche des Regelkolbens 35 für negative Lasten ausgeübte Kraft gleich der Summe der Kraft der Belastungsfeder 39 und der Kraft ist, die von dem Druck in dem Übertritteraum 30 auf dieselbe Querschnittsfläche ausgeübt wird. In diesem Zustand bewegt sich der Regelkolben 35 für negative Lasten von links nach rechts in eine Drosselstellung, in der die

- 18 -

809835/0497

- 18 -

Drosselkanten 37 den aus dem Ubertrittsraum 30 in den Abströmraum 36 tretenden Druckmittelstrom derart drosseln, dass zwischen dem Austrittsraum 28 und dem Ubertrittsraum 30 automatisch eine konstante Druckdifferenz aufrechterhalten wird. Diese entspricht der Kraft der Belastungsfeder 39· Da während der Steuerung einer negativen Last durch die Drosselwirkung des Regelkolbens 35 für negative Lasten eine konstante Druckdifferenz an der Drosselöffnung aufrechterhalten wird, die durch die Verschiebung des Drosselschlitzes 32 aufgesteuert worden ist, ist unabhängig von einer Veränderung der Größe der negativen Last L der durch den prosselschlitz 32 tretende Druckmittelstrom dem Weg des Stellkolbens 20 proportional und in jeder gegebenen Stellung des Drosselschlitzes 32 konstant.

Es wurde vorstehend beschrieben, dass bei der Steuerung einer negativen Last der Anschlagkolben 55 den Regelkolben 50 in einer Stellung hält, in welcher der Regelkolben den Eintrittsraum 47 von dem Vorratsraum 25 trennt und die Verbindung zwischen dem zweiten Abströmraum 64 und dem Vorratsraum 25 voll aufsteuert. Bei der Steuerung einer negativen Last ist daher der Vorratsraum 25 über den zweiten Abströmraum 64, die Leitung 63 und die Abströmleitung 42 mit der beiden Stromregelventilen 10 und 14 gemeinsamen Abströmleitung verbunden, in welcher das abströmseitige Druckhalteventil 43 einen Druck aufrechterhält. Der an diesem Ventil 43 eingestellte Druck isV^o hoch, dass auch bei dem stärksten Druckmittelstrom aus dem Vorratsraum 25 in den Lastctackraum 26 an dem Drosselschlitz 84 der erforderliche Druckabfall vorhanden ist, ohne dass der Druck in dem Lastdruckraum 26

- 19 -

809835/0A97

2763439

unter den atmosphärischen Druck sinkt, so dass keine Kavitation möglich ist* Bei der Steuerung einer negativen Last kommt daher die »um eintrittseeitigen Auffüllen des Kolbentriebes benötigte Druckmittelmenge nicht von der Druckleitung der Pumpe» sondern von dem unter Druck stehenden, abströmseitigen Teil des die Stromregelventile IO und 14 enthaltenden Systems, so dass Fördestrom der Pumpe gespart und der Wirkungsgrad des Systems erhöht wird. Wenn der durch die negative Last bedingte Lastdruck nicht so hoch ist, dass der Druckabfall an dem Drosselachlitz 32 konstantgehalten wird, bewegt sich der Steuerkolben 35 für negative Lasten aus seiner Drosselstellung nach rechts, so dass der durch die negative Last bedingte Druck in dem Austrittsraum 29 und dem Raum 56 auf einen solchen Wert sinkt, dass der an dem abströmseitigen Druckhalteventil eingestellte Druck in dem Raun 51 und die Kraft der Belastungsfeder 70 bewirken, dass der Anschlagkolben 55 zusammen mit dem Regelkolben 50 nach rechte bewegt wird und das System daher wieder in den Zustand für die Steuerung von positiven Lasten gelangt. In diesem Zustand wird von der Druckleitung der Pumpe der Last L so viel Energie zugeführt, dass die Druckdifferenz an dem Drosselschlitz 84 und daher auch die Druckdifferenz an dem Drosselschlitz 32 konstantgehalten wird. Bei der Steuerung einer negativen Last wird die zum eintrittsseitigen Auffüllen des Kolbentriebee erforderliche Druckmittelmenge dem Austrittsstrom des Kolbentriebes, dem über den Pumpenregler überströmenden Strom, und den Abströmleitungen aller anderen Stromregelventile des Systems entnommen. Bei der Steuerung einer negativen Last ist der abströmseitige Teil des Systems nicht nur über den zweiten Abströmraum, sondern auch über das

- 20 -

809835/0497

- 20 -

tJberström-Rückschlagventil 73 mit dem Vorratsraum verbunden. Das Überström-Rückschlagventil 73 wird nur dort benötigt, wo bei starken Druckmittelströmen ein Wechsel von einer positiven zu einer negativen Last vorkommen kann,beispielsweise in an sich bekannten hydrostatischen Kraftübertragungen. In den meisten Anwendungen zur Siaierung von Hydrozylindern kann das Überström-Rückschlagventil 73 entfallen.

Gemäß rig. 1 ist der Anschlagkolben 55 im Durchmesser größer als der Stellkolben 50. Gegebenenfalls kann man in an r>ich bekannter Weise den Kolben 55 in einer Bohrung des Stöpsels 89 verschiebbar anordnen; in diesem Fall kann der Durchmesser des Kolbens 55 ebenso groß oder sogar kleiner sein als der Durchmesser des Stellkolbens 50. Gemäß der Zeichnung ist der Raum 56 über den Kanal 57 mit dem Austrittsraum 29 verbunden und wird das durch die negative Last bedingte Lastdrucksignal von dem Austritt sraum 29 in den Raum 56 übertragen. Man kann den Raum 56 mit den in der Bohrung 19 zwischen den Lasträumen und den Austrittsräumen angeordneten Lastdruck-Meßkanälen für negative Lasten verbinden und mittels des Stellkolbens 20 wahlweise mit dem in den Lastdruckmeßräumen herrschenden, durch die negative Last bedingten Lastdruck beaufschlagen.

Die Erfindung ist auf das vorstehend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt, da dieses von dem mit der Erfindung vertrauten Fachmann im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert werden kann.

- 21 -

809835/0497

Claims

Patentansprüche;

(1Λ Ventilanordnung, die von einer Pumpe mit Druckmittel gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gehäuse mit einem Eintrittsraum, einem Vorratsraum, einem ersten und einem zweiten Lastdruckraum, einer Lastdruck-Meßkanalanordnung zur Abgabe eines Steuersignals an die Pumpe und einen Abströmkanal besitzt, ferner eine erste Ventileinrichtung zum wahlweisen Verbinden der Lastdruckräume mit der Lastdruck-Meßkanalanordnung, dem Vorratsraum und dem Abströmkanal, eine verstellbare Drosselöffnung, die in Abhängigkeit von der Bewegung der ersten Ventileinrichtung den Druckmittelstrom zwischen dem Vorratsraum und den Lastdruckräumen drosselt, eine zweite Ventileinrichtung mit einer zwischen dem Eintritt sraum und dem \brratsraum angeordneten eintrittsseitigen Drosseleinrichtung zum Drosseln des Strömungsweges zwischen dem Eintrittsraum und dem Vorrat sraum in Abhängigkeit von der Druckdifferenz an der verstellbaren Drosselöffnung und mit einer eintrittsseitigen Absperreinrichtung zum Absperren des Strömungsweges zwischen dem Eintrittsraum und dem Vorratsraum in Abhängigkeit von dem Druck in einem der Lastdruckräume, und eine Auffülleinrichtung zum Zuführen von Druckmittel von dem Abströmkanal zu einem der Lastdruckräume, der nicht druckbeaufschlagt ist, wenn die eintrittsseitige Absperreinrichtung den Vorratsraum von dem Eintritteraum trennt.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventileinrichtung eine zwischen

- 22 -

•a-

-22-

den Lastdruckräumen und dem Abströmkanal angeordnete, austrittsseitige Drosseleinrichtung aufweist und die eintrittsseitige Absperreinrichtung mit Mitteln versehen ist, die auf den Druck stromaufwärts von der austrittsseitigen Drosseleinrichtung ansprechen.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Lastdruckräumen und dem Abströmkanal eine weitere Druckmeßkanalanordnung vorgesehen ist, die mittels der ersten Ventileinrichtung wahlweise mit den Lastdruckräumen verbindbar ist.
4. Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventileinrichtung eine zweite Absperreinrichtung zum Absperren der zweiten Druckmeßkanalanordnung von den Lastdruckräumen besitzt.
5· Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffülleinrichtung eine an der zweiten Ventileinrichtung vorgesehene Verbindungseinrichtung aufweist, die dazu dient, den Vorratsraum mit dem Abströmraum zu verbinden, wenn die eintrittsseitige Absperreinrichtung den Vorratsraum von dem Eintrittsraum trennt.
6. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ventileinrichtung eine Drosseleinrichtung und eine eintrittsseitige Absperreinrichtung besitzt.
7· Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieAuffülleinrichtung eine in dem Abström-

- 23 -

kanal vorgesehene, abstajmseitige Druckhalteeinrichtung aufweist.
8. Ventilanordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die abströmseitige Druckhalteeinrichtung mit dem nicht beaufschlagten Lastdruckraum über ein Rückschlagventil für eine Strömung in einer Sichtung verbunden ist.
9· Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffülleinrichtung eine Verbindungseinrichtung aufweist, weiche den Vorratsraum und den Abströmkanal miteinander verbindet, wenn die Absperreinrichtung den Vorratsraum von dem Eintrittsraum trennt.
10. Ventilanordnung nach Anspruch 9t dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung eine Rücksdiagventileinrichtung aufweist, welche den Abströmkanal und den Vorratsraum für eine Strömung in einer Richtung verbindet.
11. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eintrittsseitige Drosseleinrichtung eine Einrichtung aufweist, die dazu dient, den aus dem Eintrittsraum in den Vorratsraum tretenden Druckmittelstrom derart zu steuern, dass die Druckdifferenz an der verstellbaren Drosselöffnung relativ konstant gehalten *rd, wenn einer der Lastdruckräume mit dem Vorratsraum verbunden und druckbeaufschlagt ist.
12. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventileinrichtung eine austrittsseitige verstellbare Drosselöffnung zum Drosseln des Strömungs-

weges zwischen den Lastdruckräumen und dem Abströmkanal besitzt und dass eine dritte Ventileinrichtung vorgesehen ist, die auf die Druckdifferenz an der austrittsseitigen verstellbaren Drosselöffnung anspricht und diese Druckdifferenz konstant hält, wenn einer der Lastdruckräume mit de« Abströmkanal verbunden und druckbeaufschlagt ist.
13. Ventilanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die eintrittsseitige Absperreinrichtung mit Mitteln versehen ist, die auf den Druck stromaufwärts von der austrittsseitigen verstellbaren Drosselöffnung ansprechen.
14.Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastdruck-Meßkanalanordnung mit einer Rückschlagventileinrichtung für das Steuersignal versehen ist.
15.Ventilanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastdruck-Meßkanianordnung stromaufwärts von der Rückschlagventileinrichtung für das Steuersignal mit einer Sickeröffnung versehen ist.

909836/049?