DE3007787C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung mit einem Schieberventil, dessen von einer Betätigungseinrichtung verschiebbarer Steuerschieber Ausnehmungen aufweist, die in Abhängigkeit vom Hub des Steuerschiebers im Ventil­ gehäuse vorhandene verbraucherseitige Kanäle mit einer Pumpenleitung verbinden, wobei ein erster, über den Steuerschieber geführter Strömungskanal in der Neutralstellung des Steuerschiebers die Pumpenleitung mit einem Behälter verbindet, und mit einem zweiten von der Pumpenleitung abgezweigten Strömungskanal, der zu einem Ablauf führt und in dem ein Absperrventil angeordnet ist, das mit einer in Richtung auf die Offenstellung des Absperrventils wirkenden Feder ausgestattet ist und einen in entgegengesetzter Wirkrichtung angeordneten Steuer­ druckraum aufweist, der in Abhängigkeit vom Hub des Steuerschiebers über die Steuerschieberbetätigungs­ einrichtung mit Steuerdruck beaufschlagbar ist.
Eine derartige Steuereinrichtung ist aus der DE-OS 19 52 034 bekannt, wobei das Absperrventil in diesem Fall die Aufgabe hat, zwei Pumpenförderströme zusammenzu­ schalten. Um durch Verschieben des Steuerschiebers des Schieberventils feinfühlig zunächst einen sehr kleinen und dann zunehmend großen Strom freigeben zu können, ist es ebenfalls bekannt, z. B. aus der DE-OS 23 03 286 und DE-OS 27 17 384, am Umfang des Steuerschiebers am Übergang zu jeweils einer Ausnehmung Feinsteuernuten vorzusehen, die jeweils mit einer Kante eines Kanals im Gehäuse zusammenwirken.
Bei den bisher bekannten Steuerventilen sind diese Fein­ steuernuten für den größten Strom ausgelegt, für den das Steuerventil überhaupt ausgelegt ist. Da aber Pumpen verschiedenster maximaler Förderströme gebaut werden, hat das die Folge, daß beim Aufbau hydrostatischer Antriebs­ systeme unter Umständen an ein Steuerschieberventil eine Pumpe angeschlossen wird, deren maximaler Förderstrom kleiner ist als der Strom, auf den das Schieberventil ausgelegt ist. Das hat bei Beginn der Auslenkung des Steuer­ schiebers aus seiner Neutrallage, in der der Umlaufkanal voll geöffnet ist, die Folge, daß dann, wenn die Kante des Steuerschiebers mit der Feinsteuernut die zugeordnete Gehäusekante bei der Schließbewegung erreicht, ein so kleiner Strom dem Ventil zufließt, daß die Feinsteuernut praktisch noch keine Drosselwirkung ausübt. Erst wenn der Steuerschieber einen weiteren Weg zurückgelegt hat und die Feinsteuernut weiter durch die Kante verengt wird, beginnt auch bei dem gegebenen Pumpenstrom eine Drossel­ wirkung in der Feinsteuernut. Umgekehrt wird eine Feinsteuernut, die an einer Kante angeordnet ist, die einen zu dem Verbraucher führenden Kanal öffnet, bei der Verschiebung des Steuerschiebers aus der Neutrallage heraus zunächst nur die Spitze der Feinsteuernut freigeben, so daß eine Drosselwirkung erreicht ist. Verschiebt sich aber der Steuerschieber gegenüber der Kante weiter, so wird schon bald ein so großer Querschnitt freigegeben, daß bei dem gegebenen Pumpenstrom bei weiterem Verschieben des Steuerschiebers und damit Freigeben eines größeren Querschnitts an der Feinsteuernut keine weitere Drosselwirkung erzielt wird, da der geringe Pumpenstrom in dem bereits freigelegten Nutenquerschnitt nur noch eine minimale Drosselwirkung findet. Von dieser Lage des Steuerschiebers ab hat also die weitere Feinsteuernut keine Wirkung mehr.
Da bei zu kleinem Strom auf einem Teil des Steuer­ schieberweges, der an sich für eine Feinsteuerwirkung vorgesehen ist, eine solche Feinsteuerwirkung sich noch nicht ergibt, steht somit für eine effektive Feinsteuerung nur ein kürzerer Steuerschieberweg zur Verfügung als vorgesehen ist, so daß die tatsächlich nutzbare Feinsteuerwirkung wesentlich kleiner ist, als bei Auslegung des Steuerschiebers vorgesehen war. Somit wird die Feinsteuerung beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung mit einem Schieberventil zu schaffen, die auch bei kleinem zufließendem Strom eine optimale Fein­ steuerwirkung ergibt.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin,
daß der Steuerschieber des Schieberventils mit Fein­ steuernuten versehen ist, die für den kleinsten dem Schieberventil im Betrieb zufließenden Strom ausgelegt sind,
daß im zweiten Strömungskanal in Ablaufrichtung vor dem Absperrventil eine Drosselstelle angeordnet ist und
daß die bei einer Steuerschieber-Hublage am Ende der Feinsteuernuten im Steuerdruckraum des Absperrventils vorhandene und in Absperr-Richtung wirkende Steuerdruck­ kraft größer ist als die entgegengesetzt wirkende Federkraft.
Das hat die Folge, daß in dem Bereich der möglichen Lagen des Steuerschiebers und damit der Betätigung für diesen, in dem eine Feinsteuerdrossel­ wirkung erzielt werden soll, durch die Feinsteuernuten nur ein Teilstrom des ingesamt von der Pumpe geförderten Stromes fließt, während ein anderer Teilstrom über die Drosselstelle und das geöffnete Absperrventil zu einer Ablaufleitung abfließt. Über die Feinsteuernuten fließt somit ein jeweils feinfühlig steuerbarer Teilstrom zu dem mit dem Schieberventil angesteuerten Verbraucher des hydraulischen Stroms. Ist jedoch die Lage erreicht in der keine Feinsteuerung über die Feinsteuernuten mehr erwünscht ist, sondern der volle Strom dem Verbraucher zufließen soll, so wird das Absperrventil geschlossen und somit verhindert, daß an dem Steuerventil vorbei ein Teilstrom durch die Umgehungsleitung abfließt. So lange das Absperrventil geschlossen ist, fließt also der volle Pumpenstrom durch das Schieberventil zu dem Verbraucher.
Diese Anordnung erlaubt, die Feinsteuernuten entsprechend dem kleinsten Strom auszulegen, der einem gegebenen Schieberventil im Betrieb zufließen kann, und trotzdem einerseits jeweils eine optimale Feinsteuerdrosselwirkung zu erzielen, andererseits aber auch zu sichern, daß dann, wenn das Schieberventil voll geöffnet ist, auch tatsächlich der volle Pumpenstrom ohne unerwünschte Drosselwirkung dem Verbraucher zufließt. Durch die entsprechende Abstimmung der Größen wird ein hydraulischer Stoß auf den Verbraucher bei Schließen des Absperrventils vermieden.
Die Erfindung wird im weiteren anhand des Ausführungs­ beispieles erläutert, von dem in der Zeichnung der Schaltplan dargestellt ist.
Mit 1 ist ein Blocksteuergerät bezeichnet und mit 2 ist ein zweites Blocksteuergerät bezeichnet, welches kleiner ist als das Blocksteuergerät 1. Die Leitung 3 verbindet eine Pumpe 4 mit dem Einlaßanschluß 5 des Blocksteuergerätes 1. Die Leitung 6 verbindet eine Pumpe 7 mit dem Einlaßanschluß 8 des Blocksteuergerätes 2.
Die Umlaufleitung des Blocksteuergerätes 1 führt zu der Ab­ laufleitung 9, und die Umlaufleitung des Blocksteuergerätes 2 führt zu der Ablaufleitung 10.
Im Blocksteuergerät 1 sind vier Sektionen mit jeweils einem Schieber 11, 12, 13 und 14 vorgesehen, und im Blocksteuer­ gerät 2 sind vier Sektionen mit jeweils einem Schieber 15, 16, 17 bzw. 18 vorgesehen. Zu dem Steuerschieber 14 einer Sektion sind die Steuerdruckleitungen 19 und 20 eingezeich­ net, die zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten will­ kürlich betätigbaren Steuerdruckgeber führen, durch dessen Betätigung auf jeweils eine der Stirnseiten des Steuer­ schiebers Steuerdruck gegeben werden kann, so daß der Steuer­ schieber gegen die Kraft je einer Feder verschoben wird. An die Steuerdruckleitung 19 ist eine Steuerdrucknebenlei­ tung 21 angeschlossen, und an die Steuerdruckleitung 20 ist eine Steuerdrucknebenleitung 22 angeschlossen, wobei die Steuerdrucknebenleitungen 21 und 22 zu einem Umschalt­ ventil 23 führen, welches die jeweils Druck führende der beiden Steuerdruckleitungen 19 und 20 mit der Steuerdruck­ verbindungsleitung 24 verbinden, die über ein Umschaltven­ til 25 und die Steuerdruckbetätigungsleitung 26 zu dem Druckraum des Absperrventils 27 führt. Das Umschaltventil 23 hat also die Wirkung, daß unabhängig davon, in welche Rich­ tung der Steuerschieber 14 aus seiner Neutrallage verschoben wird, jeweils der in der Steuerdruckleitung 19 oder der in Steuerdruckleitung 20 anstehende Druck auf den Steuer­ druckraum des Absperrventils 27 geleitet wird, wobei die Auslegung der Federn derart ist, daß dann, wenn der Steuer­ druck in der Steuerdruckleitung 19 oder 20 derart groß ge­ worden ist, daß die Feinsteuerwirkung beendet sein soll und der volle Strom der Pumpe dem über den Steuerschieber 14 beauf­ schlagten, an die Leitungen 33 angeschlossen, in der Zeich­ nung nicht mehr dargestellten Verbraucher, beispielsweise Zylinder, zufließen soll, der Steuerdruck ausreicht, um das Absperrventil 27 zu schließen.
An die von der Pumpe 4 zu dem Blocksteuergerät 1 führende Leitung 3 ist eine Umgehungsleitung 28 angeschlossen, in der parallel zueinander einerseits eine Drosselstelle 29 und andererseits ein Rückschlagventil 30 angeordnet sind.
Die Umlauf-Ablaufleitung 10 des Blocksteuergerätes 2 ist an die Leitung 28 zwischen einerseits den zueinander parallel geschalteten Drosselstelle 29 und Rückschlagventil 30 und andererseits dem Absperrventil 27 angeschlossen. Die aus dem Absperrventil 27 herausführende Leitung 31 führt zu einem Behälter 32.
Die Wirkung der Erfindung an sich sei zunächst anhand der Teile 4, 3, 1, 14, 19, 20, 21 bis 29 erläutert:
Soll der Steuerschieber 14 derart betätigt werden, daß eine Feinsteuerdrosselung durch die Feinsteuernuten erzielt wird, steht in einer der Leitungen 19 oder 20 ein geringer Steuer­ druck an, der über das Umschaltventil 23, die Leitung 24, das Umschaltventil 25 und die Leitung 26 zu dem Druckraum des Absperrventils 27 geleitet wird, aber nicht ausreicht, dieses Absperrventil 27 in die Sperrstellung zu schalten. Folglich fließt nur ein Teil des von der Pumpe 4 geförderten Stromes über die Leitung 3, den Kanal 5 und die Sektion 14 zu dem über die Leitungen 33 angeschlossenen Verbraucher, während ein anderer Teil von der Leitung 3 über die Leitung 28 und die Drosselstelle 29 und das Absperrventil 27 abfließt. Wird nun der Steuerdruck in der jeweils angesteuerten der Steuerdruckleitungen 19 oder 20 erhöht, wird auch der Steuer­ schieber 14 weiter verschoben, so daß das Ende der Feinsteuer­ nuten erreicht wird und der volle Strom der Pumpe 4 durch die jeweils angesteuerte der beiden Leitungen 33 dem Ver­ braucher zufließen soll. Dann ist aber auch der Steuerdruck, der über die Leitungen 21 oder 22, die Leitung 24 und die Leitung 26 auch am Absperrventil 27 ansteht, so groß, daß das Absperrventil 27 schließt, mit der Folge, daß nicht mehr ein Teilstrom des von der Pumpe 4 geförderten Stromes über die Leitung 28 abfließen kann, sondern der volle Strom in jeweils eine der Leitungen 33 geführt wird.
Da erwünscht ist, daß der Strom beider Pumpen 4 und 7 zu einem an das Blocksteuergerät 1 angeschlossenen Verbraucher, nämlich dem an die Leitung 33 angeschlossenen Verbraucher, geführt werden kann, ist die Leitung 10 an die Leitung 28 an­ geschlossen und parallel zu der Drosselstelle 29 das Rück­ schlagventil 30 angeordnet. Ist das Absperrventil 27 geöffnet, fließt der durch das Blocksteuergerät 2 durch die Umlauflei­ tung abfließende Strom durch die Leitung 10 und durch das Absperrventil 27 und durch die Leitung 31 zu dem Behälter 32 ab. Ist aber das Absperrventil 27 geschlossen und kein an das Blocksteuergerät 2 angeschlossener Verbraucher ange­ steuert, fließt der Strom der Pumpe 7 durch den Kanal 8, durch das Blocksteuergerät 2 zu der Leitung 10 und von die­ ser über das Rückschlagventil 30 durch die Leitung 28 zu der Leitung 3 und vereinigt sich hier mit dem Strom der Pumpe 4. Das ist also nur dann möglich, wenn der Steuer­ schieber 14 soweit ausgelenkt ist, daß der volle Strom dem Verbraucher über die Leitungen 33 zufließen soll.

Claims (3)

1. Steuereinrichtung mit einem Schieberventil, dessen von einer Betätigungseinrichtung verschiebbarer Steuerschieber Ausnehmungen aufweist, die in Abhängigkeit vom Hub des Steuerschiebers im Ventil­ gehäuse vorhandene verbraucherseitige Kanäle mit einer Pumpenleitung verbinden, wobei ein erster, über den Steuerschieber geführter Strömungskanal in der Neutralstellung des Steuerschiebers die Pumpenleitung mit einem Behälter verbindet, und mit einem zweiten von der Pumpenleitung abgezweigten Strömungskanal, der zu einem Ablauf führt und in dem ein Absperrventil angeordnet ist, das mit einer in Richtung auf die Offenstellung des Absperrventils wirkenden Feder ausgestattet ist und einen in entgegengesetzter Wirkrichtung angeordneten Steuerdruckraum aufweist, der in Abhängigkeit vom Hub des Steuerschiebers über die Steuerschieber­ betätigungseinrichtung mit Steuerdruck beaufschlagbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
  • a) Der Steuerschieber des Schieberventils (14) ist mit Feinsteuernuten versehen, die für den kleinsten dem Schieberventil (14) im Betrieb zufließenden Strom ausgelegt sind,
  • b) im zweiten Strömungskanal (28) ist in Ablauf­ richtung vor dem Absperrventil (27) eine Drosselstelle (29) angeordnet,
  • c) die bei einer Steuerschieber-Hublage am Ende der Feinsteuernuten im Steuerdruckraum des Absperr­ ventils (27) vorhandene und in Absperr-Richtung wirkende Steuerdruckkraft ist größer als die entgegengesetzt wirkende Federkraft.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drosselstelle (29) eine Düse ist.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drosselstelle in einem Mengen­ regler gebildet ist.
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DE3919640A1 (de) * 1989-06-16 1990-12-20 Rexroth Mannesmann Gmbh Aus zwei steuerbloecken bestehende steuerventileinrichtung mit pumpensteuerung fuer mehrere hydraulische antriebe, insbesondere fuer mobilgeraete

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