DE3690051C1

DE3690051C1 - Proportionalventil mit einem einstellbaren Drosselventil zwischen Pumpe und Last sowie einer Druckwaage

Info

Publication number: DE3690051C1
Application number: DE19863690051
Authority: DE
Inventors: Heinz Joachim Ley; Reiner Schulz; Bernd Henchoz
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Bucher Hydraulics AG
Priority date: 1985-02-23
Filing date: 1986-02-21
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2006-02-22
Also published as: DE3690051D2; WO1986004963A1; US4794846A

Description

Die Erfindung betrifft ein Proportionalventil mit einem ein stellbaren Drosselventil zwischen Pumpe und Last sowie einer Druckwaage zur Einstellung einer konstanten Druckdifferenz am Drosselventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Durch die DE-PS 23 04 334 ist eine Steuervorrichtung zur last unabhängigen Durchflußregelung bekannt, bei der eine Druckdif ferenzwaage zur Aufrechterhaltung einer konstanten Druckdiffe renz zwischen einer Pumpendruckleitung und einem angeschlosse nen Verbraucher dient. Die Druckdifferenzwaage (im weiteren "Druckwaage") besteht im wesentlichen aus einem in einem Zylinderraum beweglichen Kolben, der auf seiner einen Seite mit der Pumpendruckleitung in Verbindung steht. Die andere Seite des Waagekolbens wird mit dem Lastdruck, d. h. mit dem auf der Verbraucherseite herrschenden Druck, verbunden und zusätzlich durch eine Druckfeder, die Waagefeder, abgestützt, so daß er eine Gleichgewichtslage einnimmt, die einerseits durch den Pumpendruck und andererseits durch die Summe von Lastdruck und Federkraft bestimmt ist. Der Waagezylinder ist durch eine von einer Steuerkante des Waagekolbens geöffnete oder verdeckte Öffnung mit dem Tank verbunden, die in geöff netem Zustand den Abfluß eines je nach Öffnungszustand mehr oder weniger großen Teils des von der Pumpe geförderten Volu menstroms in den Tank zuläßt.

Die EP 00 15 492 B1 beschreibt eine Druckwaage, die durch eine hydraulische Abstützeinrichtung mit Abstützkolben unterstützt wird. In einer Ausführung ist die Abstützeinrichtung ein hydraulisch beaufschlagter Differentialkolben, der zwischen einer Leerlaufstellung und einer Arbeitsstellung verstellbar ist und der das Federwiderlager abstützt. Dabei ist ein von außen einstellbarer Anschlag vorgesehen, durch den die Ab stützwirkung veränderbar ist.

Schließlich ist durch die US 4,282,898 ein Proportionalven til mit einem einstellbaren Drosselventil zwischen Pumpe und Last sowie einer Druckwaage zur Einstellung einer konstanten Druckdifferenz am Drosselventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Durch Veränderung der Arbeitsstel lung des Federwiderlagers kann dort die auf den Waagekolben wirkende Zusatzkraft stufenlos hydraulisch eingestellt werden, wodurch ein und derselbe Verbraucher auch während des Betrie bes mit grundsätzlich unterschiedlichen Kennlinien des Dros selventils betrieben werden kann. Dabei wird als Kennlinie die Kurve bezeichnet, die für eine bestimmte Arbeitsstellung des Federwiderlagers gilt, wenn in einem Diagramm der Volumenstrom durch das Drosselventil über seinem Drosselwiderstand aufge tragen wird.

Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung ist es, daß die Steuerung der Druckwaage durch die hydraulisch aufgegebene Hilfskraft lastabhängig und mit dem auf den Waagekolben aufge gebenen Lastdruck veränderlich ist, was insbesondere in der Mobilhydraulik nachteilig und unerwünscht ist.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Proportionalventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei dem die auf das Federwiderlager bzw. den Waagekolben hydraulisch aufgegebene Hilfskraft stufenlos einstellbar ist und der aufgegebene Lastdruck druckkompensiert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Hierdurch wird ein Proportionalventil bereitgestellt, das lastunabhängig ist und mit unterschiedlichen Kennlinien betreibbar ist. Die Druckkom pensation des Lastdrucks erfolgt dabei über einen Druckaus gleichskanal im Gehäuse eines hydraulischen Gegenkraftver stärkers für die Waagefeder. Der Waagefeder wird dabei ein auf das Federwiderlager wirkender Gegenkraftverstärker mit hydrau lischer Betätigung zugeordnet, dessen in einem Führungszylin der laufender Verstellkolben über einen Stößel mit dem Feder widerlager in Wirkverbindung steht.

In einer Ausführungsform ist der aus Führungszylinder, Ver stellkolben und Stößel bestehende Gegenkraftverstärker über eine in seinen Druckanschluß mündende Druckleitung und ein Druckregelventil mit einer Druckversorgung verbunden. Das Druckregelventil ist vorzugsweise stetig steuerbar, so daß zwischen einem Maximaldruck und einem Minimaldruck sämtliche Druckwerte einstellbar sind. Koaxial mit dem Verstellkolben und dem Stößel ist auf der von letzterem abgewandten Kolben seite ein Zylinderstift in einer zugehörigen Bohrung geführt. Deren vom Verstellkolben abgewandtes Ende bildet einen Druck ausgleichsraum, der über einen Druckausgleichskanal mit dem Federraum der Waagefeder verbunden und an der Lastdruckleitung angeschlossen ist. Die Stößelstirnfläche und die zum Druck ausgleichsraum weisende Stirnfläche des Zylinderstiftes sind vorzugsweise gleich groß. Der zur Waagefeder hin gelegene Teil des Führungszylinders ist vorteilhaft zur Druckentlastung und zur Abführung von Leckflüssigkeiten mit dem zum System gehö renden Tank verbunden.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Proportio nalventils ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 5.

So kann der dem Druckregelventil des Gegenkraftverstärkers zugeführte Druck verschiedenen Ursprungs sein, abhängig von der Dimensionierung des Verstellkolbendurchmessers bzw. der wirk samen Verstellkolbenfläche. Das Druckregelventil kann dabei mit dem Pumpendruck, dem systemeigenen Steuerdruck, aber auch dem Lastdruck beaufschlagt sein. Vorteilhaft ist die Bereit stellung eines eigenen Druckversorgungssystems für den Gegen kraftverstärker, wie es beispielsweise aus der US-PS 4,282, 898 an sich bekannt ist.

Zur Ansteuerung der Abstützeinrichtung kann ein elektrisches, hydraulisches, pneumatisches oder mechanisches Signal dienen, das von Hand zur Erzielung eines bestimmten Verhaltens einge geben wird. So ist es z. B. möglich, durch eine entsprechende Verstellung der Abstützeinrichtung den Waagekolben derart zu belasten, daß der von dem Waagekolben gesteuerte Bypass zwi schen Pumpe und Tank verschlossen bleibt, so daß die gesamte Pumpenförderung zur Betätigung eines Antriebsmotors zur Ver fügung steht. Das kann z. B. von Nutzen sein, wenn im Leer laufbetrieb des Antriebsmotors, z. B. eines Hubzylinders in einem Aufzug, ein Schnellgang erwünscht ist.

Die Ansteuerung der Abstützeinrichtung kann nach Anspruch 3 aber auch in Abhängigkeit von dem Steuersignal erfolgen, durch welches das Drosselventil verstellt wird. Hierdurch kann eine Verknüpfung eines bestimmten Steuersignals für das Drosselven til mit einem bestimmten Steuersignal für die Abstützeinrich tung und die dadurch beeinflußte Kennlinie des Drosselventils, z. B. Schnellgang, erfolgen. So kann z. B. das Steuersignal des Drosselventils für eine Aufwärtsfahrt der Abstützeinrichtung in dem Sinne aufgegeben werden, daß die Feder stramm gespannt und dadurch der Bypass zwischen Pumpe und Tank versperrt wird.

Das Steuersignal für die Abstützeinrichtung kann nach Anspruch 4 vor allem aber auch von dem Lastdruck des Verbrauchers abgeleitet werden. Hierdurch wird es möglich, die Kennlinie des Drosselventils durch Einstellung der Abstützeinrichtung von der Belastung des Verbrauchers abhängig zu machen. So kann z. B. durch entsprechende Belastung der Abstützeinrichtung der Waagekolben so eingestellt werden, daß der Bypass zwischen Pumpe und Tank geschlossen wird, wenn kein Lastdruck ansteht. In diesem Falle ist der Verbraucher im Schnellgang zu betrei ben. Die Last wird ständig gemessen. In Abhängigkeit von der Last wird die Abstützeinrichtung mit einem Signal beauf schlagt, so daß die Geschwindigkeit des Verbrauchers in Stufen oder stetig mit ansteigender Last abgesenkt wird.

Ein Ventilsystem mit neuartigen Eigenschaften und einer ins besondere neuartigen Kennlinie entsteht, wenn das Drosselven til durch ein Vorsteuerventil hydraulisch vorgesteuert und die Abstützeinrichtung durch den Vorsteuerdruck beaufschlagt wird. In diesem Falle ist es möglich, daß die Abstützeinrichtung unmittelbar, d. h. ohne Zwischenschaltung einer Feder auf den Waagekolben der Druckwaage einwirkt. Dabei ist der Abstützkol ben der Abstützeinrichtung vorzugsweise mit einer größeren Kolbenfläche als der Waagekolben ausgestattet. Das Ansteuern der Abstützeinrichtung geschieht vorzugsweise über den Mittel ausgang eines Wechselventils, wobei die Seiteneingänge an jeweils einen der Vorsteuerdruckkanäle des Vorsteuerventils angeschlossen sind.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung be schrieben.

Es zeigen

Fig. 1 den Schaltkreis eines hydraulischen Verbrauchers mit Drosselventil und einer Druckwaage mit hydraulisch einstellbarer Abstützeinrichtung;

Fig. 2 das Kennlinienfeld einer Ventileinrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Gegen kraftverstärkers eines beim erfindungsgemäßen Proportionalventil;

Fig. 4 das Ausführungsbeispiel eines weiteren hydraulichen Schaltkreises mit einer Druckwaage eines für das erfindungsgemäße Proportionalventil;

Fig. 5 das Ausführungsbeispiel eines hydraulischen Schalt kreises mit einer vorgesteuerten Druckwaage.

Fig. 6 das Ausführungsbeispiel einer Druckwaage im Schalt kreis nach Fig. 5

Durch die hydraulische Schaltung nach Fig. 1 wird als Verbrau cher ein Arbeitszylinder 10 mit den beiden Bewegungsrichtungen 12 und 13 angetrieben. Hierzu ist zwischen der Pumpe 49 mit Pumpenleitung 7 und dem Arbeitszylinder 10 ein 4/3-Wegeventil 1 angeordnet. Die Pumpenleitung 7 steht über einen Bypasskanal 50 mit dem Tank 22 in Verbindung. Der Bypasskanal 50 wird durch eine Druckwaage 14 geöffnet bzw. geschlossen. Eine solche Druckwaage 14 ist z. B. in dem europäischen Patent 15492 = US-Patent 4,303,091 beschrieben. Die Feder 16 der Druckwaage steht mit einem Gegenkraftverstärker (Abstützeinrichtung) 17 in Wirkverbindung. Dabei stützt die Abstützeinrichtung 17 das Widerlager 27 der Waagefeder ab (Fig. 3).

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Druckwaage mit Abstützeinrichtung 17, die im Schaltschema nach Fig. 1 lediglich angedeutet ist. Das Gehäuse der Druckwaage ist mit 25 bezeichnet. In dem Gehäuse ist der Druckwaagekolben 26 beweglich. Der Druckwaagekolben 26 wird auf der nicht darge stellten Seite mit dem Pumpendruck beaufschlagt. Der Waage kolben ist auf der anderen dargestellten Seite durch die Druckwaagefeder 16 abgestutzt. Zusätzlich wird das federsei tige Ende des Druckwaagekolbens 26 im Federraum 35 mit dem Lastdruck beaufschlagt. In dem Gehäuse der Abstützeinrich tung 17 befindet sich ein Zylinder 48 mit einem darin beweg lichen Verstellkolben (Abstützkolben 28). Der Zylinder 48 ist auf der von der Waagefeder 16 abgewandten Seite mit einem Druckanschluß 33 versehen. Die der Waagefeder zuge wandte Seite 31 des Zylinders 48 weist einen Tankanschluß 36 auf. Der Abstützkolben 28 wirkt mittels Stößel 29 auf das Widerlager 27 der Waagefeder 16. Die Stirnfläche 38 des Stößels 29 ist dem Lastdruck ausgesetzt. Zusätzlich liegt auf der Rückseite des Abstützkolbens 28 der Zylinderstift 30. Der Zylinderstift 30 wird auf seiner Rückseite 37 über Druckausgleichskanal 34 mit dem Lastdruck beaufschlagt, der in Druckausgleichsraum 32 und Federraum 35 herrscht. Dadurch ist das Gesamtsystem aus Zylinderstift 30, Abstützkolben 28 und Stößel 29 gegenüber dem Lastdruck druckausgeglichen. An dem Abstützkolben 28 ist daher ausschließlich der über Druckanschluß 33 durch Druckleitung 21 dem Druckraum 39 aufgegebene hydraulische Abstützdruck wirksam. Es sei darauf hinge wiesen, daß die Darstellung nach Fig. 3 im einzelnen die strichpunktiert umrandeten Teile des Schaltschemas nach Fig. 1 wiedergibt.

In dem Schaltschema nach Fig. 1 wird der Druckanschluß 33 mit der Druckleitung 21 verbunden, die von einem Druckregel ventil 19 kommt. Das Druckregelventil ist an eine beliebige Druckquelle über Druckversorgung 18 angeschlossen. Das Druckregelventil 19 ist mit einer stetig einstellbaren Feder 20 belastet. Von der Einstellung dieser Feder 20 hängt der eingeregelte Druck ab. Der Ölüberschuß wird über Leitung 24 in den Tank 22 zurückgeleitet. Von der Höhe des eingestellten Drucks hängt die am Drosselventil 1 und an der Druckwaage 14 eingestellte Druckdifferenz zwischen Pumpendruck und Last druck und damit das Durchflußverhalten des Drosselventils ab.

Zur Funktion:
Das Drosselventil 1 steuert den Volumenstrom von der Pumpe 49 zu dem Verbraucher 10 und den Rückstrom vom Verbraucher 10 zum Tank 22. Die Steuerbewegungen und Steuerkräfte sind mit den Pfeilen 2 und 3 angedeutet. Die Pumpenleitung 7 ist in einer Bypass-Leitung 50 mit der Tankleitung 23 verbun den. In der Bypass-Leitung 50 liegt die Druckwaage 14. Der Waagekolben der Druckwaage wird einerseits von dem Druck in der Pumpenleitung 7 und andererseits über Lastdruckmelde leitung 15 von dem Lastdruck des Verbrauchers angesteuert. Zusätzlich wirkt auf der Lastdruckseite des Waagekolbens die Feder 16. Das Widerlager 16 wird von der Abstützeinrichtung 17 gestützt. Die Abstützeinrichtung 17 wird über Druckregel ventil 19, das an eine beliebige Druckquelle angeschlossen ist, von Hand eingestellt. Dadurch kann die Bedienungsperson einerseits den Betrieb und den jeweils gewünschten Betriebs punkt durch die Verstellkräfte 2 und 3 des Drosselventil einstellen. Hierbei ist der eingestellte Betriebspunkt, d. h. der eingestellte Volumenstrom der Verstellkraft 2 bzw. 3, proportional. Diese Kennlinie ist in Fig. 2 z. B. als Gerade dargestellt. In dem Diagramm nach Fig. 2 ist der Volumenstrom auf der Ordinate 41 und der reziproke Wert des Drosselwiderstandes auf der Abszisse 40 dargestellt. Der reziproke Wert des Drosselwiderstandes entspricht der jewei ligen Größe der Steuersignale 2 bzw. 3 des Drosselventils. Die maximale Öffnung des Drosselventils ist durch die Gerade 46 angezeichnet.

Die Geraden 42, 43 und 44 geben den Volumenstromverlauf bei jeweils fest eingestellten Druckdifferenzen in Abhängigkeit von den Steuergrößen 2 bzw. 3 an. Die Druckdifferenz hängt ab von der Größe der eingestellten Federkraft der Waagefeder 16 am Druck waagekolben. Die Gerade 42 gehört zur größten, die Gerade 44 zur kleinsten Druckdifferenz. Ein sehr ausgeprägter Fein steuerbereich ergibt sich bei der sehr flachen Geraden 44, bei der aber der maximale Volumenstrom sehr gering ist. Einen Volumenstromverlauf bei konstant eingestellter Öffnung des Drosselventils 4, jedoch variabler Druckdifferenz zeigt die Gerade 47.

Durch Einstellung der Steuerfeder 20 an dem Druckregelventil 19 ist es nun möglich, nicht nur beliebige Geraden des in Fig. 2 dargestellten Kennfeldes auszuwählen, sondern auch eine gänzlich andere Kennlinie zu fahren. Ein Beispiel einer derartigen Kennlinie ist als Kurve 45 eingezeichnet. Die Kurve 45 zeichnet sich dadurch aus, daß sie zunächst einen ersten Feinsteuerbereich aufweist, in dem eine gerade, jedoch sehr flache Kennlinie durchfahren wird. In diesem Feinsteuerbereich ist die Waagefeder 16 sehr schwach, jedoch mit konstanter Federkraft abgestützt. In diesem Bereich der Kennlinie ist es möglich, durch sehr feinfühlige Verstellung (Verstellkräfte/Verstellrichtungen 2, 3) des Drosselventils im Schleichgang eine beliebige Stellung anzufahren. Das ist z. B. bei Werkzeugmaschinen wichtig. Dem Feinsteuerbereich schließt sich ein progressiver Ast der Kennlinie 45 an. In diesem Bereich steigt gleichzeitig mit der Öffnung des Drosselventils 1 auch die Druckdifferenz am Drosselventil an. Das geschieht dadurch, daß die Verstellfeder 20 am Druckregelventil 19 entsprechend verstellt und hierdurch die Abstützeinrichtung 17 mit einem höheren Druck beaufschlagt und die Waagefeder 16 zur Erhöhung der Federkraft stärker gespannt wird. Dabei ergibt sich erfindungsgemäß die Möglichkeit, jeden Punkt der Fläche, die durch die Gerade 42 (maximale Druckdifferenz), durch die Gerade 46 (maximale Öffnung) und die Abszisse 40 begrenzt ist, in beliebiger Folge und in fließendem Übergang lastdruckunabhängig anzu steuern.

Das Schaltschema nach Fig. 4 zeigt als Verbraucher einen Arbeitszylinder 10, dessen Arbeitskolben 11 über die Anschlußleitungen 8 und 9 in Richtung 12 oder 13 druckbeauf schlagt werden kann. Zur Steuerung des Arbeitszylinders 10 dient als Drosselventil das 4/3-Wegeventil 1. Das Wegeventil 1 wird durch die Steuerkräfte 2 bzw. 3 gesteuert. Das Wege ventil 1 ist einerseits über Leitung 7 an die Pumpe 49 ange schlossen. Ein zweiter Anschluß des Wegeventils 1 ist über Rücklaufleitung 23 mit dem Tank 22 verbunden. In der Bypass- Leitung 50 zwischen der Pumpleitung 7 und der Tankleitung 23 liegt die Druckwaage 14. Der Aufbau der Druckwaage 14 entspricht einerseits der bereits zitierten europäischen Patentschrift, andererseits der Darstellung nach Fig. 3. Die Druckwaage ist einerseits mit der Pumpleitung 7 und auf der anderen Seite über Lastdruckmeldeleitung 15 mit dem Last druck beaufschlagt. Auf der Lastdruckseite wirkt auch die Waagefeder 16. Das Widerlager der Waagefeder 16 wird durch die Abstützeinrichtung 17 mit einstellbarer, hydraulischer Kraft abgestützt. Zum Betrieb der Abstützeinrichtung 17 und zur hydraulischen Druckbeaufschlagung der Abstützeinrichtung 17 über Druckleitung 21 dient zum einen das stetig einstell bare Druckregelventil 19. Durch die Verstellung der Verstellfeder 20 des Druckregelventils 19 kann ein bestimmter Betriebspunkt für die Abstützeinrichtung 17 vorgegeben werden. Hierdurch wird die Druckdifferenz an der Druckwaage und an dem Wegeventil 1 vorgegeben und dadurch eine der Geradenschar (z. B. 42, 43, 44) aus dem Kennlinienfeld nach Fig. 2 ausgewählt. In der Steuerleitung 21 zur Abstützeinrichtung 17 liegt jedoch weiterhin ein Schaltventil 51, das als ansteuerbares 2/2-Wegeventil ausgeführt ist. Das Schaltventil 51 weist eine Einstellfeder 53 auf. Durch diese Einstellfeder 53 wird die Verstellkraft 54 eingestellt, durch die das Schaltventil 51 gegen die Kraft der Einstellfeder 53 verstellt wird.

Die Verstellkraft 54 wird durch einen Wandler 52 vorgege ben. Der Wandler 52 erhält sein Eingangssignal über die Lastmeldeleitung 15. Der Wandler kann ein hydraulisches, pneumatisches, elektrisches Signal zur Erzeugung der Verstellkraft 54 abgeben. In jedem Falle ist das Signal abhängig von dem Lastdruck, der über entsprechende Anschluß leitungen im Wegeventil 1 erfaßt und über Lastdruckmelde leitung 15 einerseits auf die Druckwaage 14, andererseits auf den Wandler 52 aufgegeben wird. Durch entsprechende Einstellung der Schaltkraft an der Einstellfeder 53 läßt sich bewerkstelligen, daß bei Erreichen eines vorgegebenen Lastdrucks die Abstützeinrichtung 17 mit dem Druckregelventil 19 verbunden und dadurch eine bestimmte Betriebsstellung der Abstützeinrichtung 17 eingestellt wird. So ist es z. B. möglich, die Schaltung auf Schnellgang zu stellen, wenn die Last einen bestimmten, voreingestellten Wert unterschreitet.

Fig. 5 zeigt das Schaltschema und Fig. 6 das Detail eines weiteren Ausführungsbeispiels.

Wiederum wird der Arbeitskolben 11 eines hydraulischen Verbrauchers 10 mit den Betriebsrichtungen 12 oder 13 über die Leitungen 8 und 9 mit hydraulischem Druck beaufschlagt. Zur Steuerung dient das Drosselventil 1, das als 4/3-Wege ventil ausgeführt ist. Das Wegeventil ist einerseits an die Pumpe 49 über Pumpleitung 7 angeschlossen und andererseits über Rücklaufleitung 23 mit dem Tank 22 verbunden. Zur Steue rung des Wegeventils 1 dient das Vorsteuerventil 55. Ein derartiges Vorsteuerventil ist z. B. in der DE-PS 24 28 287 ge zeigt. Durch Ansteuern der Stellmagnete 56, 57 wird in diesem Vorsteuerventil 55 in den Steuerausgängen 58, 59 ein bestimm ter Steuerdruck erzeugt, der zum Verstellen des Ventilkolbens des Wegeventils 1 dient. Dieser Steuerdruck wird gleichzeitig dem Wechselventil 60 aufgegeben. Der jeweils höhere Druck wird über Leitung 61 der Abstützeinrichtung 17 zugeführt. Die Ab stützeinrichtung 17 ist in Fig. 5 schematisch, in Fig. 6 detailliert dargestellt. Dabei zeigt Fig. 6 den strichpunk tiert umrandeten Teil des Schaltschemas nach Fig. 5.

Die Druckwaage 14 weist in ihrem Gehäuse 25 den Waagekolben 26 auf. Der Waagekolben 26 steuert den Durchlaß zwischen dem Pumpeneingang 62 und dem Tankauslaß 63. Pumpeneingang 62 und Tankauslaß 63 bilden gemeinsam den Bypass 50 zwischen der Pumpenleitung 7 und der Tankleitung 23. Das eine Ende des Waagekolbens wird über Leitung 64 mit dem Pumpendruck beauf schlagt. Das andere Ende ist über Leitung 15 mit dem Lastdruck beaufschlagt. Ferner liegt auf dieser Seite des Waagekolbens der Stößel 29, der durch Verstellkolben 28 hydraulisch beauf schlagt wird. Dabei ist die Querschnittsfläche des Abstützkol bens 28 größer als diejenige des Waagekolbens. Der Abstützkol ben 28 ist mit der Leitung 61 verbunden, die über das Wechsel ventil 60 mit dem jeweils höheren Vorsteuerdruck beaufschlagt wird. Mit Hilfe eines Schaltventils 65 kann die vorsteuer druckabhängige Ansteuerung der Waagefeder 16 zu- und abge schaltet werden. Mit einer Schaltung nach den Fig. 5 und 6 lassen sich Kennlinien erzielen, die z. B. etwa der Kennlinie 45 nach Fig. 2 entsprechen. Dabei hängt die Kennlinie vor allem von der Auslegung des Abstützkolbens 28 ab.

Wie man in Fig. 6 erkennt, ist eine Abstützung durch eine Feder, wie sie anhand von Fig. 3 und anhand der Schaltschemen nach den Fig. 1 und 4 vorgesehen ist, bei dieser Ausführung entbehrlich. Die für die Funktion der Druckwaage in sonstigen Fällen erforderliche mechanische Kraft, die gleichwirkend mit dem Lastdruck auf den Waagekolben gegeben wird zur Erzielung einer konstanten Druckdifferenz zwischen dem Pumpendruck und dem Lastdruck, wird hier nicht durch die Waagefeder, sondern durch eine hydraulische Abstützung erzeugt, die vom Vorsteuer druck abhängig ist. Es sei jedoch erwähnt, daß statt der Ausführung der Druckwaage nach Fig. 6 eine vom Vorsteuerdruck abhängige Ansteuerung der Druckwaage auch unter Verwendung einer Waagefeder möglich ist bzw. nach der Erfindung vorgese hen ist.

Bezugszeichenliste

1 Wegeventil, Drosselventil
2 Steuerdruck, Wirkrichtung
3 Steuerdruck, Wirkrichtung
4 Leerlaufstellung
5 Kolben rechts, Richtungspfeil
6 Kolben links, Richtungspfeil
7 Pumpenleitung
8 Leitung
9 Leitung
10 Arbeitszylinder
11 Kolben, Arbeitskolben
12 Richtungspfeil
13 Richtungspfeil
14 Druckwaage
15 Lastdruck, Lastdruckleitung, Lastdruckmeldeleitung
16 Waagefeder, Feder
17 Block, Gegenkraftverstärker, Abstützeinrichtung
18 Druckversorgung
19 Druckregelventil
20 Ventilverstellung, Verstelleingang, Verstellfeder
21 Druckleitung
22 Tank
23 Rücklauf zum Tank
24 Tankanschluß
25 Druckwaagegehäuse, Druckwaage
26 Waagekolben
27 Widerlager, Federwiderlager
28 Kolben, Verstellkolben
29 Stößel
30 Zylinderstift
31 druckfreier Zylinderraum
32 Druckausgleichsraum
33 Druckanschluß
34 Druckausgleichskanal
35 Federraum
36 Tankanschluß
37 Stirnfläche des Zylinderstiftes
38 Stirnfläche des Stößels
39 Druckraum
40 Drosseldurchgang, Abszisse
41 Volumenstrom, Ordinate
42, 43, 44 Kennlinie für Druckdifferenz konstant
45 Druckdifferenz und Drosseldurchgang variabel
46 maximaler Drosseldurchgang
47 Drosseldurchgang konstant
48 Zylinder, Führungszylinder
49 Pumpe
50 Bypass-Leitung
51 Schaltventil
52 Wandler
53 Einstellfeder
54 Verstellkraft
55 Vorsteuerventil
56 Verstellmagnet
57 Verstellmagnet
58 Vorsteuerdruckanschluß
59 Vorsteuerdruckanschluß
60 Wechselventil
61 Leitung
62 Pumpeneingang
63 Tankauslaß
64 Leitung
65 Schaltventil

Claims

1. Proportionalventil, mit einem einstellbaren Drosselventil zwischen Pumpe und Last sowie einer Druckwaage zur Einstellung einer kon stanten Druckdifferenz am Drosselventil, bei der der Waagekolben auf der einen Seite mit dem Pumpendruck und auf der anderen Seite mit dem Lastdruck sowie durch eine Zusatzkraft belastet ist und bei der
die Zusatzkraft durch eine hydraulisch einstellbare Abstützeinrichtung aufgebracht wird, welche auf ihrer von einer Waagefeder abgewandten Seite über ein steuerbares Druckregelventil an eine Druckquelle angeschlossen ist, und bei der die Abstützeinrichtung als ein in einem Zylinder geführter Verstellkolben ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Verstellkolben (28) mittels eines Stößels (29) auf ein Widerlager (27) der Waagefeder (16) einwirkt, daß auf der Rückseite des Verstellkolbens (28) ein Zylin derstift (30) anliegt
und daß der Zylinderstift (30) auf seiner rückseitigen Stirnfläche (37) über einen Druckausgleichskanal (34) mit dem Lastdruck im Federraum (35) der Druckwaage (14) beaufschlagt ist.

2. Proportionalventil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der auf das Widerlager (27) wirkende hydraulische Druck durch ein steuerbares Druck-Regelventil (19) ein stellbar ist, dessen Verstelleingang (20) durch ein elektrisches, hydraulisches, pneumatisches oder mechani sches Signal ansteuerbar ist.

3. Proportionalventil nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Verstelleingang (20) des Druckregelventils (19) mit dem Signal zum Einstellen des Drosselventils (1) ver bunden ist.

4. Proportionalventil nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Verstelleingang (20) des Druckregelventils (19) mit einem lastdruckabhängigen Signal ansteuerbar ist.

5. Proportionalventil nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß das Signal zur Verstellung (20) des Druckregelventils (19) von dem Signal (2, 3) zum Ansteuern des Drossel ventils (1) ausgeht und daß das Druckregelventil ein Schaltventil (51) ist, das in Abhängigkeit vom Lastdruck ein- oder ausschaltbar und mit einem stetig einstellbaren Druckregelventil (19) in Reihe geschaltet ist (Fig. 4).