DE2852382A1 - Stroemungsmittelsystem - Google Patents

Description

S trömungsmitteIsys tem

Die Erfindung betrifft ein Strömungsmittelsystem nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

In den vergangenen Jahren hat ein beträchtlicher Fortschritt bei der Entwicklung von druckkompensierten Richtungs-Steuerventilanordnungen für Strömungsmittelsysteme stattgefunden. In der US-PS 3 506 ist ein Steuerkreis für mehrere Handsteuerventile beschrieben. Jedes steuert einen Strömungsmittelmotor. Der Steuerkreis enthält ein Logiksystem, der jeden lastbetätigenden Druck abfühlt; er wählt den höchsten, abgefühlten Druck aus und leitet diesen Druck so, daß die Einrichtung betätigt wird, welche die Druckmittelquelle steuert. Die US-PS 3 592 216 beschreibt ein Strömungs-Steuerventil, welches in einem derartigen Steuerkreis verwendet werden kann. Das Strömungs-Steuerventil begrenzt den Druck, welcher den Hand-Steuerventilen zugeführt wird und hält den erforderlichen Strömungsmittelfluß zu diesen aufrecht. Die US-PS 3 631 890 beschreibt ein strömungsvergrößerndes Bypassventil, welches in dem Steuerkreis verwendet werden kann. Das strömungsvergrößernde Bypassventil stellt an

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dem Bypass-Strömungsmittel automatisch eine höhere Druckdifferenz ein, wenn ein Strömungsmittelmotor betätigt wird. Auf diese Weise wird die Strömungskapazität des Handsteuerventils, welches dem Strömungsmittelmotor zugeordnet ist, vergrößert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Strömungsmittelsystem der eingangs genannten Art mit einer Richtungs-Steuerventilanordnung zu schaffen, bei dem Verriegelungsventile an den Motoröffnungen automatisch betätigt werden, wenn das Handsteuerventil in die Freistellung bewegt wird. Diese automatische Betätigung sollte bei einem Druck stattfinden, der unterhalb des lastbetätigenden Druckes ist. Wenn die Richt-Steuerventilanordnung mehrere Handsteuerventile enthält oder wenn mehrere Anordnungen im Strömungsmittel-Steuersystem eingebaut sind, sollten die Verriegelungsventile für die Motoröffnungen offen bleiben, solange das zugehörige Handsteuerventil sich in der Freistellung befindet, wobei dennoch die Funktion aller verbleibender Handsteuerventile in den Kraftstellungen möglich sein soll.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs beschriebene Erfindung gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das erfindungsgemäße System enthält einen Strömungsmittel-Versorgungsabschnitt, einen Einlaßabschnitt mit einem Bypassventil und eine Richtungs-Steuerventilanordnung mit mindestens einem Kontrollabschnitt, wobei jeder Kontrollabschnitt ein Handsteuerventil enthält. Jedes Handsteuerventil kann an einen Strömungsmittelmotor über zwei pilotbetätigte Verriegelungsventile angeschlossen werden.

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Jede Anordnung enthält außerdem einen Logikkreis, der den Strömungsmitteldruck am Bypassventil so steuert, daß die Verriegelungsventile betätigt werden, wenn sich das Handsteuerventil in einer Kraft- oder in der Freistellung befindet. Die Betätigung der Verriegelungsventile erfolgt bei einem Druck, der deutlich unterhalb des lastbetätigenden Druckes liegt. Der Logikkreis hält jedes Paar von Verriegelungsventile offen, wenn sich das zugehörige Handsteuerventil in der Freistellung befindet, wobei gleichzeitig eine Kraftübertragung bei allen verbleibenden Handsteuerventilen in der Anordnung möglich ist.

Das Strömungsmittel-Steuersystem kann auch mehrere Richtungs-Steuerventi!anordnungen enthalten. In diesem Falle gibt es einen Strömungsmittel-Versorgungsabschnitt, einen Einlaßabschnitt mit einem Bypassventil sowie mehrere Richtungs-Steuerventilanordnungen. Jede von diesen besitzt einen oder mehrere Steuerabschnitte, wobei jeder Steuerabschnitt ein Strömungs-Steuerventil und ein Handsteuerventil enthält, welches über zwei pilotbetätigte Verriegelungsventile an einen Strömungsmittelmotor angeschlossen werden kann. Der Logikkreis hält jedes Paar von Verriegelungsventilen offen, wenn das zugehörige Handsteuerventil sich in den Kraft- oder in der Freistellung befindet; wenn dieses in der Freistellung ist, ist eine Kraftübertragung bei allen verbleibenden Handsteuerventilen in jeder Anordnung möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 im Schemadiagramm das Strömungsmittelsteuersystem

mit einer Richtungs-Steuerventilanordnung, welche

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- 9 einen einzigen Steuerabschnitt aufweist;

Fig. 2 einen Schnitt, in dem Details des Steuerabschnittes

dargestellt sind, mit einem Handsteuerventil und seinen beiden zugehörigen, pilotbetätigten Verriegelungsventilen/für die Motoröf fviung, sowie den erfindungsgemäßen Logikkreis;

Fig. 3 einen Schnitt, der Einzelheiten des druckregulierenden Ventils darstellt;

Fig. .4 ein Schemadiagramm, ähnlich der Fig. 1, in dem eine

Richtungs-Steuerventilanordnung mit mehreren Steuerabschnitten dargestellt ist;

Fig. 5 ein Schemadiagramm, welches die Anordnung zeigt,

wie mehrere Richtungs-Steuerventilanordnungen im System miteinander verbunden werden.

In den Fig. 1-3 ist ein "Mitte-offen"-Strömungsmittelsteuersystem dargestellt. Es enthält einen Strömungsmittelversorgungsabschnitt 10, einen Einlaßabschnitt 12, eine Richtungs-Steuerventilanordnung 14 und einen Strömungsmittelmotor 16.

Der Strömungsmittelversorgungsabschnitt 10 ist in der Bauweise und in der Funktion dem Strömungsmittelversorgungsabschnitt ähnlich, der in der oben erwähnten US-PS 3 693 506 beschrieben ist. Der Strömungsmittelversorgungsabschnitt 10 enthält ein Reservoir bzw. einen Tank 18 sowie eine Pumpe 20. Bei der bevorzugten Ausführungsform, die hier beschrieben ist, ist die Pumpe 20 eine Pumpe mit feststehender Verdrängung. Der Ausgang der Pumpe 20 ist mit einer Strömungsmittelleitung 22 verbunden.

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Der Einlaßabschnitt ist in Bauweise und Funktion dem Einlaßabschnitt ähnlich, der in der erwähnten US-PS 3 693 506 beschrieben ist. Der Einlaßabschnitt 12 enthält ein Bypassventil 24 und ein Entlastungsventil 26. Ein Bypassventilelement 34 ist in einer Bohrung 30 verschiebbar und wird von einer Feder 36 gegen einen Ventilsitz 32 gedrückt. Am Kopfende des Ventilelements 34 befindet sich eine Einlaßkammer 38 in Strömungsmittelverbindung mit der Strömungsmittelleitung 22. Am Federende des Bypasselements 34 befindet sich eine Federkammer 40 in Strömungsmittelverbindung mit dem Entlastungsventil 26, welches seinerseits mit dem Tank 18 in Verbindung steht. Zwischen den Kammern 38 und 40 ist außerdem eine Auslaßkammer 42 in Verbindung mit dem Tank 18. Wenn die Federkammer 40 sich xn Strömungsmittelverbindung mit dem Tank 18 befindet, bestimmt die Kraft der Feder 36 den Versorguneddruck. Wenn beispielsweise die Feder 36 so gewählt ist, daß sie eine Kraft besitzt, die 100 psi entspricht, sucht sie, das Ventilelement 34 gegen den Ventilsitz 32 zu drücken. Dadurch wird die Stromungsmxttelkommunikation zwischen den Kammern 38 und 42 gedrosselt. Der Versorgungs-Bypassdruck, der Ausgang der Pumpe 20, beträgt 100 psi. Wenn die Stromungsmxttelkommunikation zwischen der Kammer 40 und dem Tank 18 abgeschlossen ist und der Strömungsmitteldruck in die Federkammer 40 geleitet wird, wächst der Ausgang der Pumpe 20. Wenn beispielsweise 100 psi in die Kammer 40 eingebracht werden, sucht dieser Druck gemeisam mit der Kraft der Feder 36 das Vorspannelement 34 näher an den Sitz 32 zu drücken. Dadurch wird die Strömungsmittelkommunikation zwischen der Kammer 38 und der Kammer 42 weiter gedrosselt. Im Ergebnis wird der Versorgungsdruck auf 200 psi erhöht. Das Entlastungsventil 26 bestimmt den Maximalwert des Strömungsmitteldruckes, der in der Federkammer 40 zulässig ist

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und oberhalb dem das Entlastungsventil 26 öffnet und die Kammer 40 zum Tank 18 entlüftet.

Wenn ein strömungsvergrößerndes Bypassventil in das System eingebaut werden soll, kann anstelle des Einlaßabschnittes 12 das in der erwähnten US-PS 3 631 809 beschriebene Bypassventil gesetzt werden.

Die Richtungs-Steuerventilanordnung 14 besitzt einen einzigen Steuerventilabschnitt. Sie enthält ein Strömungssteuerventil 44, ein Handsteuerventil 46, zwei pilotbetätigte Verriegelungsventile 48 für die Motoröffnungen und einen Logikkreis. Dieser enthält ein erstes Schieberventil 50 und ein Regulierventil 52 in Form eines unbegrenzt positionierbaren Dreiwegeventils.

Das Strömungs-Steuerventil 44 enthält eine Bohrung 54, die in dem Gehäuse 28 ausgebildet ist, eine Einlaßkammer 56, welche in Strömungsmitte Ik ommunikat ion mit der Leitung 22 steht, eine Auslaßkammer 58 und eine Drucksteuerkammer 60. Ein Steuerkolben 62 ist in der Bohrung 54 verschiebbar; es handelt sich dabei im wesentlichen um einen hohlen Zylinder mit einem Barrierenabschnitt 64, der einen Bohrungsabschnitt 66 von der Druckkammer 60 trennt. Der Kolben 62 bildet mehrere Öffnungen 68, welche die Einlaßkammer 56 mit dem Bohrungsabschnitt 66 verbinden. In ähnlicher Weise bildet der Kolben 62 mehrere öffnungen 70, welche den Bohrungsabschnitt 66 mit der Auslaßkammer 58 verbinden. Eine geeignete Feder ist in der Druckkammer 60 vorgesehen und beaufschlagt den Kolben 62. Das beschriebene Strömungssteuerventil 44 ist in der Bauweise und in der Funktion dem Ventil ähnlich, welches in der US-PS 3 592 216 beschrieben ist. Wie dort genauer erörtert ist, begrenzt das Strö-

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mungsmittelsteuervent.il 44 den Druck, der einem Handsteuerventil 46 zugeführt wird und hält den erforderlichen Strömungsmittelfluß zu diesem aufrecht. Das Strömungssteuerventil 44 enthält außerdem mehrere Öffnungen 74, die vom Kolben 62 gebildet werden und die Einlaßkammer 56 mit dem Bohrungsabschnitt 66 verbinden, wenn der Kolben 62 nach rechts in die äußerste Position gegen die Kraft der Feder 72 bewegt ist. Öffnungen 74 sind zu einem Zweck vorgesehen, der weiter unten beschrieben ist.

Eine Strömungsmittelleitung 76 steht in Verbindung mit der Kammer 58; eine Strömungsmittelleitung 78 steht in Verbindung mit der Kammer 60 über eine öffnung 80. Ein primäres Schiffchenventil 82 enthält die seitlichen Anschlüsse 84 und 86 sowie den Mittelanschluß 88. Das primäre Schiffchenventil 82 entspricht dem Ventil 31 der oben erwähnten US-PS 3 693 506.

Bei der bevorzugten, hier dargestellten Ausführungsform besitzt das Handsteuerventil· 46 die Form eines Ventiischiebers 90, der in einer Bohrung 92 im Gehäuse 28 verschiebbar ist. Das Gehäuse 28 bildet eine Einlaßöffnung 94, eine Auslaßöffnung 96 und Motoröffnungen sowie 100, welche mit der Bohrung 92 kommunizieren. Der Ventilschieber 90 bildet außerdem Strömungsmittelverbindungen 102, 104, 106 und 108.

Die Einlaßöffnung 94 steht in Verbindung mit der Leitung 76. Die Auslaßöffnung 96 steht über eine Leitung 110 mit dem Tank 18 in Verbindung. Die Motoröffnungen 98 bzw. 100 sind in Verbindung mit Strömungsmittelleitungen 112 und 114. Die Verbindungen 102 und kommunizieren mit den Anschlüssen 84 und 86 des Schiffchenventils

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82. Der Anschluß 88 des Schiffchenventils 82 kommuniziert mit der Leitung 78.

Das Handsteuerventil 46 hat vier BetriebsStellungen. Der Ventilschieber 90 ist aus der Neutralstellung, die dargestellt ist, in eine rechte Kraftstellung, in eine nahe liegende, linke Kraftstellung und in eine weit liegende, linke Freistellung verschiebbar.

Jedes Verriegelungsventil 48 für die Motoröffnungen enthält ein Einsatzteil 116, welches am Gehäuse 28 befestigt ist. In der Tat wird das Einsatzteil 116 ein Teil des Gehäuses 28. Eine Bohrung enthält die Bohrungsabschnitte 118 und 120, die vom Gehäuse 28 begrenzt werden. Das Einsatzteil 116 bildet einen Bohrungsabschnitt 122, einen Bohrungsabschnitt 124 von geringfügig größerem Durchmesser und einen Bohrungsabschnitt 126 von beträchtlich größerem Durchmesser. Ein geeigneter Deckel 128 schließt das äußere Ende des Einsatzgliedes 116 ab. Ein verschiebbares Ventilelement 130 enthält einen inneren Abschnitt 132, der im Bohrungsabschnitt verschiebbar ist, einen Zwischenabschnitt 134, der im Bohrungsabschnitt 122 verschiebbar ist, und einen äußeren Abschnitt 136, der innerhalb des Bohrungsabschnittes 126 verschiebbar ist. Der Abschnitt 132 des Ventilelementes 130 kann mit einem Ventilsitz in Berührung gebracht werden, der vom Gehäuse .28 gebildet wird. Eine geeignete Feder 140 drückt das Ventilelement 130 auf den Ventilsitz 138 zu.

Im Gehäuse 28 ist eine Kammer 142 zwischen dem Bohrungsabschnitt 118 und dem Ventilsitz 138 ausgebildet. Eine Druckkammer 144 wird von den Bohrungsäbschnitten 118 und 120, dem Teil 116 und dem Ven-

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tilelement 130 abgegrenzt. Ein Strömungsmittelkanal 146, der im Element 130 ausgebildet ist, verbindet die Kammern 142 und 144. Die Anordnung ist derart, daß Druck in der Kammer 142 zur Kammer 144 geleitet und das Ventilelement 130 auf den Ventilsitz 138 gedrückt wird.

Der Kolbenabschnitt 136 und das Teil 116 bilden zwischen sich eine Druckkammer 148. Der Abschnitt 134 des Ventilelements 130 bildet zusammen mit dem Bohrungsabschnitt 124 einen Strömungsmittelkanal 150, der in Verbindung mit der Druckkammer 148 steht. Im Gehäuse 28 ist eine Pilotleitung 152 ausgebildet, welche mit dem Kanal 150 und außerdem mit den Strömungsmittelanschlüssen 106 und 108 des HandsteuerventiIs 46 in Verbindung steht.

Zwei Strömungsmittelleitungen 154 und 156 verbinden die Kammern 142 mit dem Strömungsmittelmotor 16. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist der Strömungsmittelmotor ein Zylinder,

mit

dessen Stangenende der Leitung 154 und dessen Kopfende mit der Leitung 156 in Verbindung steht. Wenn die Verriegelungsventile 48 offen sind, steht die Strömungsmittelleitung 154 über die zugeordnete Ventilkammer 142 mit der Strömungsmittelleitung 112 in Verbindung. In ähnlicher Weise ist die Strömungsmittelleitung 156 über die zugeordnete Ventilkammer 142 mit der Leitung 114 in Verbindung.

Der Logikkreis für die Anordnung, die schematisch in Fig. 1 gezeigt ist, enthält das Schiffchenventil 50, welches dem Handsteuerventil 46 zugeordnet ist, und das Druckregulierventil 52, welches dem Bypassventil 24 zugeordnet ist. Das Schiffchenventil 50 enthält seitliche Anschlüsse 158 und 160 sowie einen Mittelanschluß 162. Wenn

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sich das Handsteuerventil 46 in der Neutralstellung befindet, stehen die Motoröffnungen 9 8 und 100, die Strömungsmittelanschlüsse 102,104 und 108 sowie die Anschlüsse 158 und 160 des Schiffchenventils alle in Verbindung mit der Auslaßöffnung 96. Der Strömungsmittelanschluß 106 steht mit dem Anschluß 162 des Schiffchenventils und über den Anschluß 108 mit den Anschlüssen 158 und 160 des Schiffchenventils in Verbindung.

Das Druckregulierventil 52, ein Dreiwegeventil mit unbegrenzter Positionierbarkeit, enthält drei öffnungen 164,166,168. Die öffnung 164 steht über eine Leitung 170 mit den Strömungsmittelanschlüssen 106 und 108 sowie mit der Pilotleitung 152 in Verbindung. Die Öffnung 166 steht über eine Leitung 172 mit der Federkammer 40 des Bypassventils 24 in Verbindung. Die Öffnung 168 steht über eine Leitung 180 mit der Leitung 78 zwischen der Öffnung 80 und dem Anschluß 88 des Schiffchenventils 82 in Verbindung. Eine geeignete Feder 174 drückt das Druckregulierventil 52 in die rechte Position, die schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Feder 174 einstellbar, so daß die Vorspannkraft variiert werden kann. Die Leitung 172 steht über eine regulierende Pilotleitung 176 mit einer darin befindlichen Öffnung 178 mit dem gegenüberliegenden Ende des Druckregulierventils 52 in Verbindung. Der Strömungsmitteldruck sucht somit, das Druckregulierventil 52 gegen die Vorspannkraft der Feder 174 zu beaufschlagen.

Das Handsteuerventil 46 ist ein Vierstellungsventil mit einer Neutralstellung, zwei Kraftstellungen in unmittelbarer Nachbarschaft zur Neutralstellung auf beiden Seiten hiervon, sowie einer Freistellung jenseits von einer der Kraftstellungen. Wenn sich das

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Handsteuerventil 46 in der Neutralstellung befindet, die schematisch in Fig. 1 dargestellt ist, wird die Ventilseite von jedem Verriegelungsventil 48 zum Tank 18 entlüftet; die Leitungen 112 bzw. 114 kommunizieren über die Motoröffnungen 98 und 100 mit der Auslaßöffnung 96 und der Leitung 110. In den Kraftstellungen kommuniziert die Einlaßöffnung 9 4 mit einer der beiden Motoröffnungen 98,100; die andere Motoröffnung kommuniziert dann mit dem Tank 18 über die Auslaßöffnung 96 und die Leitung 110. In der Freistellung wird regulierter Versorgungsdruck von der Einlaßöffnung 9 4 über das Schiffchenventil 50 und den Stromungsmittelanschluß 106 zur Pilotleitung 152 geleitet. Gleichzeitig werden die Motoröffnungen 9 8 und 100 über die Auslaßöffnung 96 miteinander und mit der Leitung 110 sowie dem Tank 18 verbunden.

Wenn sich das Handsteuerventi1 46 in der Neutralstellung befindet, wird die Federkammer 40 des Bypassventils 24 über die Leitung 172, die öffnungen 166 und 164, die Leitung 170, den Anschluß 108, die öffnung 96 und die Leitung 110 zum Tank entlüftet. Der Versorgungsdruck wirkt auf das Ventilelement 34 des Bypassventils gegen die Vorspannkraft der Feder 36. Strömungsmittel wird aus der Kammer 38 zur Kammer 42 und zum Tank 18 bei verhältnismäßig geringem Bypassdruck nebengeleitet. Unter der Annahme, daß beispielsweise die Vorspannkraft der Feder 36 100 psi entspricht, wird der Bypassdruck und somit der Versorgungs-Bypassdruck in der Leitung 22 auf 100 psi begrenzt. Die Anschlüsse 158,160 und 162 werden zum Tank 18 über die öffnung 96 und die Leitung 110 entlüftet. Die Funktion des Systems in der Neutralstellung ist also ebenso, wie dies in der erwähnten US-PS 3 693 506 beschrieben ist.

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Wenn das Hands tellerventil 46 in eine der Kraftstellungen verschoben ist, beispielsweise in die Kraftstellung zwischen der Neutralstellung und der Freistellung, wird Versorgungsdruck zu der Ventilseite von einem Verriegelungsventil 48 über die Leitung 22, das Strömungssteuerventil 44, die Leitung 76, die Öffnungen 94 und sowie die Leitung 114 geführt. Die Ventilseite des anderen Verriegelungsventils 48 wird über die Leitung 112, die Öffnungen 98 und die Öffnung 96 sowie die Leitung 110 mit dem Tank 18 verbunden. Der Versorgungsdruck wird in der Kammer 40 und der Pilotleitung über die Öffnung 94, die Anschlüsse 160 und 162 des Schiffchenventils 50, den Anschluß 106, die Leitung 170, die Öffnungen 164 und 166 des Druckregulierventils 52 und die Leitung 172 empfangen. Dieser Druck wird außerdem über den Anschluß 106 in der Pilotleitung 152 gespü—rt. Dieser Druck ergänzt die Vorspannkraft der Feder 36 und führt dazu, daß das Ventilelement 34 sich näher an den Ventilsitz 32 heranbewegt. Dadurch wird die Kommunikation von der Kammer 38 zur Kammer 42 weiter gedrosselt. Im Ergebnis erhöht sich der Versorgungsdruck im ganzen beschriebenen Logikkreis.

Das Druckregulierventil 52 verschiebt sich in die linke Stellung, die schematisch in Fig. 1 dargestellt ist, wenn der Druck in der Pilotleitung 176 die Vorspannkraft übersteigt, die von der Feder 174 vorgegeben ist. In dieser Stellung wird der Versorgungsdruck in der Federkammer 40 über die öffnungen 94 und 104, das Schiffchenventil 82, die Leitungen 78 und 180, die öffnungen 168 und und die Leitung 172 empfangen. Der Versorgungsdruck erhöht sich auf einen Wert, der notwendig ist, die Verriegelungsventile 48 zu öffnen und den Strömungsmittelmotor 16 zu betätigen. In der Kraftstellung wird somit der lastbetätigende Druck in der Federkammer

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über das Schiffchenventil 82 empfangen. Das Bypassventil 24 arbeitet so, wie dies in der erwähnten US-PS 3 693 506 beschrieben ist. Wenn das Handsteuerventil 46 in die andere Kraftstellung verschoben ist, erhält man eine ähnliche Betriebsbedingung.

Wenn das Handsteuerventil 46 in die Freistellung verschoben ist, sollen beide Verriegelungsventile 48 offen sein und in der Offenstellung gehalten werden, ohne daß das Bypassventil 24 einen übermäßigen Bypassdruck entwickelt. Beispielsweise sei angenommen, daß die Verriegelungsventile 48 so eingerichtet sind, daß ein Verriegelungsdruck von 200 psi in der Druckkammer 148 ausreicht, die Vorspannkraft der Feder 140 und den Vorspanndruck in der Kammer zu überwinde¹!. Dann öffnen die Verriegelungsventile 48, wenn der Verriegelungsdruck in der Pilotleitung 152 einon Wert von 200 psi erreicht. Wenn somit die Verriegelungsventile 48 so gebaut sind, daß sie bei 200 psi öffnen, braucht das Bypassventil 24 nur 200 psi zu entwickeln, wenn sich das Handsteuerventil 46 in der Freistellung befindet.

In der Freistellung wird die Druckkammer 60 des Strömungssteüerventils 44 über die Öffnung 80, die Leitung 78, das Schiffchenventil 82, die Anschlüsse 102 und 104, die Öffnung 96 und die Leitung zum Tank 18 entlüftet. Der Versorgungsdruck von der Pumpe 20 wird über die Leitung 22, die Kammer 56 und die Öffnungen 68 in den Bohrungsabschnitt 66 geleitet. Der Kolben 62 bewegt sich in die äußerste rechte Stellung, die in Fig. 1 gezeigt ist, gegen die Kraft der Feder 72. In dieser Stellung "steht die Kammer 56 über die Öffnungen 74 mit dem Bohrungsabschnitt 66 in Verbindung. Der Bohrungsabschnitt 66 kommuniziert über die Öffnungen 68 und 70,

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die Kammer 58 und die Leitung 76 mit der Öffnung 94. Der Versorgungsdruck wird an den Verriegelungsventilen 48 über das Schiffchenventil 50, den Anschluß 106 und die Pilotleitung 152 empfangen. Dieser Druck wird außerdem in der Federkammer 40 des Bypassventils 24 über die Leitung 170, die Öffnungen 164 und 166 und die Leitung 172 gespü_rt. Der Druck in der Federkammer 40 drüctk das Ventilelement 34 auf den Ventilsitz 32 zu und drosselt dadurch weiter die Bypassströmung und führt dazu, daß sich der Versorgungsdruck erhöht .

Der Druck im ganzen System wächst an. Wenn der Druck in der Leitung 172 auf die Einstellung der Feder 174 anwächst, beispielsweise auf 100 psi, sucht das Druckregulierventil 52 eine Stellung auf, in der 100 psi in der Leitung 172 aufrechterhalten werden. Dies geschieht entweder durch Zumessen von der Öffnung 164.zur Öffnung 166 oder von der Öffnung 166 zur Öffnung 168. Die Öffnung 168 ist mit dem Tank 18 über die Leitungen 180 und 78, das Schiffchenventil 82, die Anschlüsse 102 und 104, die Öffnung 96 und die Leitung 110 verbunden. Der Druck in der Leitung 172 wird auf 100 psi gehalten. Wenn die Kraft der Feder 36 100 psi entspricht, beträgt der Versorgungsdruck 200 psi. Der Druck in dem gesamten Logikkreis beträgt 200 psi. Die Verriegelungsventile 48 öffnen sich und werden in der Offenstellung so lange gehalten, wie sich das Handsteuerventil 46 in der Freistellung befindet. -

Es ist somit zu erkennen, daß ein Strömungsmittelsteuersystem geschaffen ist, welches ein Handsteuerventil mit einer Neutralstellung, zwei Kraftstellungen und einer Freistellung enthält. Zwei Verriegelungsventile für die Motoröffnungen sind dem Handsteuerventil zuge-

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ordnet. Sie sind pilotbetätigt und so eingerichtet, daß sie geschlossen bleiben, wenn sich das Hands tellerventil in der Neutralstellung befindet. Sie öffnen sich und bleiben offen, wenn das Handsteuerventil sich in einer der beiden Kraftstellungen befindet. Sie öffnen und bleiben offen, wenn sich das Handsteuerventil in der Freistellung befindet. Der Versorgungsdruck wird auf einem niedrigen Bypasswert gehalten, wenn sich das Handsteuerventil in der Neutralstellung befindet. In den Kraftstellungen ist der Versorgungsdruck der lastbetätigende Druck,der erforderlich ist, um den zugehörigen Strömungsmittelinotor zu betätigen. In der Freistellung muß der Versorgungsdruck ein Verriegelungsdruck sein, der nur geringfügig höher als der Bypassdruck ist, damit die Verriegelungsventile geöffnet und offen gehalten werden. Unter bestimmten Bedingungen ist es wünschenswert, mehrere Ventilabschnitte in die Richtungs-Steuerventilanordnung 14 einzubauen. Dies ist schematisch in Fig.4 dargestellt. Hier sind einer bzw. mehrere zusätzliche Ventilabschnitte durch das Strömungs-Steuerventil 44a, das Handsteuerventil 46a, die Verriegelungsventile 48a für die Motoröffnungen und die zugehörige Verschaltung repräsentiert. Diese Ventile sind mit den Ventilen 44,46 bzw. 48 identisch. Ein geeigneter Strömungsmittelmotor 16a kann mit dem Strömungsmittelmotor 60 identisch oder diesem ähnlich sein.

Ein sekundäres Schiffchenventil 182, welches dem Schiffchenventil 130 in der erwähnten US-PS 3 693 506 entspricht, besitzt seitliche Anschlüsse 184 und 186 sowie einen Mittelanschluß 188. Das Schiffchenventil 182 ist in die Leitung 180 eingesetzt, wobei der Anschluß 184 mit der Leitung 78 und der Anschluß 188 mit der Öffnung 168 des Druckregulierventils 52 verbunden ist. In entsprechen-

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der Weise ist der Anschluß 186 über eine Leitung 18Oa mit der Leitung 7 8a des anderen Steuerabschnittes verbunden. Die Leitung 180a ist mit der Leitung 180 identisch.

Der Logikkreis enthält nun ein zweites Schiffchenventil 190 mit seitlichen Anschlüssen 192 und 194 und einen Mittelabschnitt 196. Das Schiffchenventil 190 ist in die Leitung 170 eingesetzt, wobei der Anschluß 192 mit den Anschlüssen 106 und 108 sowie mit der Pilotleitung 152 verbunden ist. Der Anschluß 196 ist mit der Öffnung 164 des Druckregulierventils 52 verbunden. Der Anschluß 194 ist über eine Leitung 170a mit den Anschlüssen 106a und 108a sowie der Pilotleitung 152a des anderen Steuerabschnittes verbunden. Die Leitung 170a ist mit der Leitung 170 identisch. Es ist somit zu erkennen, daß bei einer Richtungs-Steuerventilanordnung mit beispielsweise zwei Strömungssteuerabschnitten,der Logikkreis erste Schiffchenventile 50 und 50a enthält, welche den Handsteuerventilen 46 bzw. 46a zugeordnet sind, sowie ein zweites Schiffchenventil 190 und ein Druckregulierventil 52, welches dem Bypassventil 24 des Einlaßabschnittes 12 zugeordnet ist. In der neutralen und in den Kraftstellungen funktioniert das System wie oben beschrieben. Es kann jedoch Umstände geben, unter denen ein Handsteuerventil in der Freistellung und gleichzeitig das andere Handsteuerventil aus der Neutralstellung in eine der Kraftstellungen bewegt werden soll. Es sei beispielsweise angenommen, daß sich das Handsteuerventil 46 in der Freistellung und das Handsteuerventil 46a in der Neutralstellung befindet. Um das Handsteuerventil 46 in eine der Kraftstellungen zu bringen, während sich das Handsteuerventil 46 in der Freistellung befindet, muß der Versorgungsdruck auf einen lastbetätigenden Druck gebracht werden,der an den Motoröffnungen 98a und 100a benötigt

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Dies geschieht dadurch, daß der Druck an der Motoröffnung des Handsteuerventils 46a in der Federkammer 40 des Bypassventils 24 abgeführt wird. Es sei beispielsweise angenommen, daß das Handsteuerventil 46 in die Kraftstellung zwischen der Neutral- und der Freistellung bewegt wird. Versorgungsdruck wird über die Leitung 22, das Strömungssteuerventil 44a, die Leitung 76a, die öffnung 94a und 104a, die Anschlüsse 86a und 88a des Schiffchenventils 82a, die Leitungen 78a und die öffnung 80a empfangen. Wenn der Versorgungsdruck in der Druckkammer 60a gespürt wird, bewegt sich der Kolben 62a des Strömungssteuerventils 44a in der Sicht von Fig. 4 nach links, wodurch die Öffnungen 74a geschlossen und die Öffnungen 68a zur Einlaßkammer 56a geöffnet werden.

Der Versorgungsdruck wird außerdem an der öffnung 168 des Druckregulierventils 52 über die Leitung 180a, die Anschlüsse 166 und 188 des Schiffchenventils 182 sowie die Leitung 180 empfangen. Somit wird ein Druck von 200 psi an beiden Öffnungen 164 und 168 gespürt. Der an der Öffnung 166 und in der Leitung 172 gespürte Druck muß einen Wert von 200 psi annehmen. Das Druckregulierventil 52 verschiebt sich gegen die Vorspannkraft der Feder 174 und verbindet die öffnungen 166 und 168. Im Ergebnis wird der Druck an der Motoröffnung 100a des Handsteuerventils 46a in der Federkammer 40 des Bypassventils 24 empfangen. Der Versorgungsdruck wächst so weit an, daß die Verriegelungsventile 48a geöffnet werden und eine Strömung zu den Strömungsmittelmotoren 16a gelangt. Der Rückfluß vom Motor 16a wird über die Öffnung 98a, die Öffnung 96a und die Leitung 110a zum Tank 18 geleitet.

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Der erhöhte Versorgungsdruck wird außerdem an den Verriegelüngsventilen 48 gespürt, wodurch diese offen gehalten werden, während sich das Handsteuerventil 46 in der Freistellung befindet.

Die Betätigung von einem der beiden Steuerventilabschnitte in eine der beiden Kraftstellungen führt somit zur Funktion des Logikkreises über gegenüberliegende Öffnungen der verschiedenen Schiffchenventile. Das Ergebnis ist eine geregelte, automatische Betätigung der Verriegelungsventile sowohl für die Kraft- als auch die Freistellungen von jedem Steuerventilabschnitt, unabhängig von der Stellung jedes anderen Steuerventilabschnittes.

Die bisherige Beschreibung erfolgte für die Funktion eines Systems mit einem "Mitte-offen"-Kreis. Wenn ein "Mitte-geschlossen"-Kreis verwendet wird, ist ein minimaler Versorgungsdruck von 200 psi verfügbar, wenn sich die Handsteuerventile in der Neutral- oder Freistellung befinden. Dieser Versorgungsdruck reicht aus, die Verriegelungsventile zu öffnen, wenn eines der beiden HandsteuerventiIe in seine Freistellung bewegt wird. Weder das Schiffchenventil 190 noch das Druckregulierventil 52 braucht diese 200 psi zu entwickeln. Indem also die Feder 174 aus dem Druckregulierventil 52 entfernt wird oder, indem alternativ die Vorspannkraft der Feder 174 auf Null gebracht wird, beispielsweise durch eine Einstellkappe 198, wird das Druckregulierventil 52 in einer Stellung gehalten, in der die Öffnungen 166 und 168 in Verbindung stehen. Dies verhindert einen Druckanstieg in der Leitung 172 und der Feuerkammer 40 des Bypassventils 24 und somit einen Anstieg des Versorgungsdruckes. 200 psi werden am Verriegelungsventil 48 bzw. 48a gespürt. Somit ist eine einfache Modifikation des Systems, nämlich die Entfernung

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der Vorspannkraft der Feder 174 des Druckregulierventils 52 alles, das notwendig ist, um das System zum "Mitte-geschlossen"-Betrieb anzuschließen.

Unter bestimmten Umständen ist es wünschenswert, ein System einzurichten, welches mehr als eine Richtungs-Steuerventilanordnung 14 enthält, wobei jede Anordnung einen oder mehrere Steuerventilabschnitte aufweist. Diese Anordnung ist schematisch in Fig. 5 gezeigt. Jede Anordnung 14 enthält eine Leitung 172, welche das zugehörige Druckregulierventil 52 mit der Federkammer 40 des Bypassventils 24 verbindet. Ein Rückschlagventil 200 in jeder Leitung 172 oder ein Schiffchenventil zwischen den Leitungen 172 stellt sicher, daß der höchste Druck in den Leitungen 172 der Druck ist, der in der Federkammer 40 gespürt wird. Auf diese Weise können so viele Richtungs-Steuerventi!anordnungen wie gewünscht in dem hier beschriebenen System zusammengeschlossen werden.

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Claims (3)

Patentansprüche

1. Strömungsmittelsystem mit einem Reservoir; mit einer Pumpe, welche einen Pumpeneinlaß besitzt, der mit dem Reservoir kommuniziert, sowie mit einem Pumpenauslaß'; mit einem Strömungsmittelmotor; mit einem Steuerventil, dessen Einlaßöffnung mit dem Pumpenauslaß kommuniziert und dessen Äuslaßöffnung mit dem Reservoir kommuniziert und mit zwei Motoröffnungen, wobei das Steuerventil in eine Neutralstellung bewegbar ist, in welcher die Motoröffnungen mit der Auslaßöffnung kommunizieren, sowie in zwei Kraftstellungen, in welchen die Einlaßöffnung wahlweise mit einer der Motoröffnungen und die andere Motoröffnung mit der Auslaßöffnung kommunizieren, sowie in eine Freistellung, in der die Motoröffnungen mit der Auslaßöffnung kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, daß zwei pilotbetätigte Verriegelungsventile (48,48) für die Motoröffnungen vorgesehen sind, welche die beiden Motoröffnungen (98,100) mit dem Strömungsmittelmotor (16) in ihrer Offenstellung verbinden, und daß eine Einrichtung (24, 50,52,82) vorgesehen ist, welche die Pilotbetätigung der Verriegelungsventile (48₇48) in ihre Offenstellung bei Bewegung des

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ORIGINAL INSPECTED

Steuerventils (46) in die Kraft- bzw. Freistellungen bewirkt.

2. Strömungsmittelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung ein Bypassventil (24) enthält, welches eine Kommunikation zwischen dem Pumpenauslaß und dem Reservoir (18) herstellt, so daß der Pumpendruck bestimmt wird, sowie eine Logik (50,52,82), welche die Pilotbetätigung der Verriegelungsventile (48,48) bewirkt, wobei das Steuerventil (46) eine Neutralstellung besitzt, in v/elcher die Logik (50, 52,82) das Bypassventil (24) einen Bypassdruck ausbilden läßt, der zur Pilotbetätigung der Verriegelungsventile (48,48) in deren Offenstellung nicht ausreicht, eine Freistellung, in welcher die Logik (50,52,82) das Bypassventil (24) einen Verriegelungsdruck ausbilden läßt, der höher als der Bypassdruck ist und zur Pilotbetätigung der Verriegelungsventile (48,48) in ihre Offenstellung ausreicht, sowie zwei Kraftstellungen, in welchen die Logik (50,52,82) das Bypassventil (24) den Verriegelungsdruck zur Pilotbetätigung der Verriegelungsventile (48,48) in ihre Offenstellung ausbilden läßt, wodurch eine Strömungsmittelströmung zum Stromungsmitte!motor (16) unter einem lastbetätigenden Druck möglich ist, der zur Betätigung des Strömungsmittelmotors ausreicht.

3. Strömungsmittelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypassventil (24) ein bewegliches Ventilelement (34) sowie einen Ventilsitz (32) enthält, wobei das Bypassventil eine Kommunikation zwischen dem Pumpenauslaß und dem Reservoir unterbindet, wenn sich das Ventilelement (34) auf dem Ventilsitz (32) befindet, und eine Verbindung hierzwischen herstellt, wenn

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das Ventilelement (3 4) nicht auf dem Ventilsitz (32) aufsitzt, wobei das Bypass ventil (24) außerdem eine Federklammer (4O) und eine Feder (36) in der Federkammer (40) enthält, welche das Ventilelement (34) auf den Ventilsitz (32) drückt, und daß die Logik (50,52,82) die Federkammer (40) mit dem Reservoir (18) verbindet, wenn das Steuerventil (46) in der Neutralstellung ist, so daß das Bypassventil (24) den Bypassdruck bei einem Wert ausbildet, der durch die Kraft der Bypassfeder (36) bestimmt ist, und daß die Logik den Pumpenauslaß mit der Federkammer (40) verbindet, wenn das Steuerventil (46) sich in der Frei- und den Kraftstellungen befindet, so daß das Bypassventil (24) den Verriegelungsdruck bei einem Wert einstellt, der durch den Druck in der Federkammer (40) und die Kraft der Bypassfeder (36) bestimmt ist.

4. Strömungsmittelsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Logik (50,52,82) die F^derkammer (40) mit dem Reservoir (18) über das Steuerventil (46) verbindet, wenn sich das Steuerventil in der Neutralstellung befindet, und daß die Logik (50, 52,82) den Pumpenauslaß mit der Federkammer (40} über das Steuerventil (46) verbindet, wenn sich das Steuerventil in der Frei- und in den Kraftstellungen befindet.

5. Strömungsmittelsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lokik (50,52,82) ein Druck-Regulierventil (52) enthält, welches den Druck in der Federkammer (40) einstellt, wenn sich das Steuerventil (46) in seiner Freistellung befindet, wodurch der Wert des Verriegelungsdruckes bestimmt wird.

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6. Strömungsmittelsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Logik (50,52,82) ein strömungsmittelbetatigtes Schiffchenventil (50) enthält, das mit dem Steuerventil (46) bewegbar ist und zwei seitliche Anschlüsse (158,160) und einen Mittelanschluß (162) besitzt, wobei der Mittelanschluß (162) mit der Federkammer (40) und die beiden Seitenanschlüsse (158,160) mit den beiden Motoröffnungen (98,100) kommunizieren, wenn sich das Steuerventil in der Neutral- und den Kraftstellungen befindet, und wobei die beiden Seitenanschlüsse (158,160) mit der Einlaßöffnung (94) und der Auslaßöffnung (96) kommunizieren, wenn sich das Steuerventil (46) in der Freistellung befindet.

7. Strömungsmittelsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Logik ein Druckregulierventil (52) zwischen dem Mittelanschluß (162) und der Federkammer (40) enthält, welches die Federkammer (40) mit dem Mittelanschluß (162) verbindet, wenn das Steuerventil (46) sich in seiner Neutralstellung befindet, und wobei das Druckregulierventil (52) den Druck in der Federkammer (40) auf einen bestimmten Wert einregelt, wenn sich das Steuerventil (46) in der Freistellung befindet.

8. Strömungsmittelsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregulierventil (52) ein Dreiwegeventil mit unbegrenzter Positionierbarkeit ist, welches eine elastische Vorspanneinrichtung (174) besitzt, welche den bestimmten Wert einstellt, sowie eine Einrichtung (176), welche den Druck von der Federkammer (40) so ableitet, daß das Dreiwegeventil gegen die Kraft der elastischen Vorspanneinrichtung (174) beaufschlagt wird, wodurch das Dreiwegeventil den Druck in der Federkammer

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auf den bestimmten Wert einregelt, wenn sich das Steuerventil (46) in der Freistellung befindet.

9. Strömungsmittelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Strömungsmittelmotoren (16,16a), Steuerventile (46, 46a), Verriegelungsventile (48,48,48a,48a) und Logikeinrichtungen (50,50a,52,52a,82,82a) vorgesehen sind, und daß außerdem eine Einrichtung (182,190) vorhanden ist, die der Logik zugeordnet ist und das Bypassventil (24) den Verriegelungsdruck ausbilden läßt, wenn sich eines der Steuerventile (46,46a) in der Frei- oder in den Kraftstellungen befindet.

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