DE4231399A1 - Hydraulische Steuereinrichtung - Google Patents
Hydraulische SteuereinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuereinrichtung mit
einem Wegeventil, mit dem die Bewegungsrichtung und die Ge
schwindigkeit eines hydraulisches Verbrauchers insbesondere ei
nes mobilen Arbeitsgerätes beeinflußbar sind. Eine solche
hydraulische Steuereinrichtung, die darüber hinaus noch die son
stigen Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 aufweist,
ist aus dem praktischen Einsatz an Baggern bekannt.
Mobile Arbeitsmaschinen, wie insbesondere Radbagger oder Radla
der, arbeiten häufig ohne Abstützung. Unter diesen Umständen
kann bei schneller Betätigung einer Arbeitsfunktion das gesamte
Fahrzeug zu Schwingungen angeregt werden, welche sich über den
Fahrerplatz bis zum Fahrer fortpflanzen. Wenn sich der Schwin
gungskreis über das Bedienungselement des Vorsteuergeräts
schließt, wird die Arbeitsbewegung instabil und ist nicht mehr
steuerbar. Ein sprungartiger Übergang zu großen Steuersignalen
ruft nämlich große Beschleunigungskräfte hervor, so daß starke
Schwingungen angeregt werden können. Zudem befindet sich der
Steuerschieber des Wegeventils dann in einem steil ansteigendem
Bereich der Kennlinie des Wegeventils und damit im Bereich hoher
Verstärkung, so daß die Schwingungsneigung noch gefördert wird.
Es ist bekannt, zur Dämpfung der Schwingungen als Drosselrück
schlagventile ausgebildete Ventilanordnungen in die Steuerlei
tungen zum Steuerschieber des Wegeventils einzubauen. Eine gute
Dämpfungswirkung würde dann erzielt, wenn man die Dämpfungsquer
schnitte sehr klein wählen würde. Dadurch wird jedoch der Bewe
gungsablauf verzögert. Eine Verzögerung des Bewegungsbeginns
führt zu einer Irritation des Bedieners und der Gefahr des Über
steuerns. Eine Verzögerung des Bewegungsendes hat ein
"Nachlaufen" des Arbeitswerkzeuges zur Folge, welches ein präzi
ses Arbeiten erschwert und außerdem ein Sicherheitsrisiko dar
stellt. Aus diesen Gründen wird bei den bekannten Steuereinrich
tungen nur eine geringe Dämpfung gewählt, die jedoch die Schwin
gungsanfälligkeit des Gesamtsystems nicht im gewünschten Maße
vermindert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische
Steuereinrichtung mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des An
spruches 1 so weiterzuentwickeln, daß die Neigung des Gesamtsy
stems zu Schwingungen weiter vermindert werden kann, ohne daß
unakzeptable Verzögerungen des Bewegungsablaufes eines Arbeits
werkzeuges auftreten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine hydraulische
Steuereinrichtung gelöst, die die Merkmale aus dem Oberbegriff
des Anspruches 1 aufweist und bei der zusätzlich gemäß dem kenn
zeichnenden Teil des Anspruches 1 die Dämpfung der Bewegung des
Steuerschiebers des Wegeventils in Abhängigkeit vom Steuerdruck
in einem zweiten Steuerraum steuerbar ist. Mit einer erfindungs
gemäßen hydraulischen Steuereinrichtung können die beiden
zunächst scheinbar einander entgegengesetzten Forderungen nach
einer guten Dämpfung von Schwingungen und nach einem verzöge
rungsfreien Beginn und Ende des Arbeitsablaufes gleichzeitig er
füllt werden. Die Bewegung des Steuerschiebers wird nämlich in
erster Linie nur dann gedämpft, wenn man sich mit dem Vorsteuer
gerät im Bereich hoher Steuerdrücke und damit eines steilen An
stiegs der Hub/Volumenstromkennlinie des Wegeventils befindet.
Bei Bewegungsbeginn und Bewegungsende wird jeweils auch ein Be
reich der Kennlinie überfahren, in dem der Steuerdruck und die
Steigung der Kennlinie gering sind, und den man allgemein als
Feinsteuerbereich bezeichnet. In diesem Bereich ist die Dämpfung
stark vermindert oder, wie dies in der vorteilhaften Ausgestal
tung gemäß Anspruch 2 vorgesehen ist, gänzlich ausgeschaltet.
Der Bewegungsbeginn und das Bewegungsende eines Arbeitsablaufes
werden deshalb nicht verzögert.
Außer durch die Merkmale des Unteranspruches 2 kann eine erfin
dungsgemäße hydraulische Steuereinrichtung auch durch die Merk
male aus den weiteren Unteransprüchen in vorteilhafter Weise
ausgestaltet werden.
Wie schon angedeutet, besitzt die Kennlinie bekannter Wegeven
tile einen flach ansteigenden Bereich und einen steil ansteigen
den Bereich, wobei der Übergang zwischen den beiden Bereichen
etwa bei einem Drittel des Höchststeuerdrucks liegt. Gemäß An
spruch 3 ist nun in vorteilhafter weise vorgesehen, daß die Be
wegung des Steuerschiebers ab einem Steuerdruck, der etwa ein
Drittel des Höchststeuerdrucks ist, dämpfbar ist. Solange der
Steuerdruck unterhalb eines Drittels des Höchststeuerdrucks
liegt, wird die Bewegung nicht gedämpft.
Gemäß Anspruch 4 wird zweckmäßigerweise ein zweites Wegeventil
verwendet, in Abhängigkeit von dessen Stellung die Dämpfung ver
änderbar ist. Es ist dabei denkbar, ein Stetigventil als Wege
ventil zu benutzen, wobei der Grad der Dämpfung von der Position
eines Ventilkörpers des Wegeventils abhängt. Das Wegeventil kann
jedoch auch ein Schaltventil sein, wobei in der einen Schalt
stellung die Bewegung des Steuerschiebers nicht und in der ande
ren Schaltstellung durch eine Drossel mit einem fest vorgegebe
nen Drosselquerschnitt gedämpft ist.
Insbesondere wenn die Drossel mit einem Rückschlagventil kombi
niert ist, kann es kostengünstig und von der konstruktiven Seite
her wenig aufwendig sein, wenn man gemäß Anspruch 5 eine von der
Stellung des zweiten Wegeventils nicht beeinflußbare, feste
Drossel vorsieht und von dem zweiten Wegeventil ein diese feste
Drossel umgehender Bypass schaltbar ist, der in der Ruhestellung
des zweiten Wegeventils offen ist, so daß keine Drosselung des
Volumenstroms auftritt, und der in einer Arbeitsstellung des
zweiten Wegeventils mehr oder weniger weit, insbesondere ganz
gesperrt ist. Die Drossel kann dann an einem Ventilkörper des
Rückschlagventils angeordnet sein und mit diesem bewegt werden,
wobei auch ein Säuberungseffekt für die Drossel erzielt wird.
Insofern erscheint diese Lösung günstiger als eine andere, bei
der in der Ruhestellung des zweiten Wegeventils das Vorsteuerge
rät und der erste Steuerraum über das Wegeventil ungedrosselt
miteinander verbunden sind und in einer Arbeitsstellung des
zweiten Wegeventils einer Drosselstelle in die erste Steuerlei
tung geschaltet ist. Allerdings bietet eine solche Ausführung
die Möglichkeit, die Drosselstelle in das Wegeventil zu inte
grieren und z. B. durch eine Nut an einem Steuerkolben des Wege
ventils auszubilden, so daß Bauraum gespart werden kann.
Zugleich wird damit erreicht, daß die Drossel mit dem Steuerkol
ben bewegt wird und ebenfalls ein gewisser Säuberungseffekt auf
tritt. Dieser wird allerdings etwas geringer sein als in einem
Fall, in dem sich die Drossel am Rückschlagkörper eines Rück
schlagventils befindet, da der Steuerkolben des zweiten Wegeven
tils bei einer Ausbildung des Wegeventils als Schaltventil nur
dann bewegt wird, wenn der Steuerdruck, bei dem das zweite Wege
ventil schaltet, nach oben oder unten überschritten wird.
Freier Zufluß und gedrosselter Abfluß von Steueröl wird gemäß
Anspruch 8 auf einfache Weise dadurch erreicht, daß parallel zum
zweiten Wegeventil ein zum ersten Steuerraum hin öffnendes Rück
schlagventil geschaltet ist und daß das Wegeventil in Abhängig
keit vom Steuerdruck in eine Sperrstellung für die erste Steu
erleitung schaltbar ist.
Konstruktiv gesehen wird das zweite Wegeventil vorzugsweise so
ausgebildet, daß ein Ventilkörper unter der Wirkung von minde
stens einer Ventilfeder eine Ruhestellung einzunehmen sucht und
gegen die Kraft einer Ventilfeder hydraulisch betätigbar ist.
Dazu ist eine erste Steuerkammer mit dem in einer Steuerleitung
herrschenden Steuerdruck und eine zweite, federseitige Steuer
kammer mit dem in der anderen Steuerleitung herrschenden Tank
druck beaufschlagbar. Dabei erlaubt eine Ausbildung gemäß An
spruch 10 die Verwendung nur einer einzigen Ventilfeder, die zu
dem einfach anzuordnen und zu justieren ist. Die Ansteuerung des
zweiten Wegeventils erscheint jedoch einfacher, wenn sein Ven
tilkörper unter der Wirkung von mindestens einer Ventilfeder
eine mittlere Ruhestellung einzunehmen sucht und die erste Steu
erkammer mit der einen Steuerleitung und die zweite Steuerkammer
mit der anderen Steuerleitung verbunden ist. Es ist dann nicht
notwendig, je nach Druckbeaufschlagung der Steuerleitungen zwi
schen diesen umzuschalten, damit die erste Steuerkammer jeweils
mit der Steuerleitung verbunden ist, in der ein Steuerdruck an
steht. Vielmehr können die beiden Steuerkammern fest mit der
einen bzw. mit der anderen Steuerleitung verbunden sein, da bei
einer Betätigung des Vorsteuergeräts in eine bestimmte Richtung
in der einen Steuerleitung Steuerdruck und in der anderen Steu
erleitung Tankdruck herrscht und dies bei einer Betätigung des
Vorsteuergeräts von der Mittelstellung aus in entgegengesetzter
Richtung umgekehrt ist.
Bei den bekannten hydraulischen Steuereinrichtungen sind beide
Steuerleitungen mit einer Ventilanordnung zur Drosselung des
Steuerölabflusses versehen. Mit verhältnismäßig wenig Aufwand
kann die Drosselung durch ein einziges Wegeventil mit vier Ar
beitsanschlüssen gesteuert werden. Verwendet man zwei Wegeven
tile, so kann man diese auf unterschiedliche Schaltdrücke ein
stellen.
Die Dämpfung der Bewegung des Steuerschiebers wird dann beein
trächtigt, wenn das in den Steuerleitungen und in den Steuerräu
men befindliche Steueröl Luftbläschen enthält. Die enthaltene
Luft kann man dadurch verringern, daß zwischen die zwei Steuer
leitungen eine Spüldüse geschaltet ist, über die von der mit
Steuerdruck beaufschlagten Steuerleitung Steueröl zu der Steuer
leitung fließen kann, in der Tankdruck herrscht. Gemäß der vor
teilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 16 ist nun vorgesehen,
daß die Spüldüse in das zweite Wegeventil integriert ist. Dabei
erscheint es besonders günstig, wenn gemäß Anspruch 17 die Ver
bindung der beiden Steuerleitungen über die Spüldüse in einer
betätigten Stellung des zweiten Wegeventils, in der in der einen
Steuerleitung ein hoher Steuerdruck herrscht, geschlossen ist.
Damit kann die Spüldüse den Aufbau des Steuerdrucks nicht beein
trächtigen.
Die Ventilanordnung und das zweite Wegeventil werden vorzugs
weise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, wobei eine
vorteilhafte Anordnung in Anspruch 20 angegeben ist.
Mehrere Ausführungen einer erfindungsgemäßen hydraulischen
Steuereinrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand
der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher er
läutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine hydraulische Steuereinrichtung mit einem einzigen,
beiden Steuerleitungen zugeordneten zweiten Wegeventil
mit einer Steuerkammer, die wechselweise mit der einen
oder der anderen Steuerleitung verbindbar ist,
Fig. 2 ein zweites Wegeventil, das wiederum für beide Steuer
leitungen vorgesehen ist und drei Schaltstellungen be
sitzt und mit zwei Ventilanordnungen zur Drosselung
des Steuerölabflusses in einem einzigen Gehäuse unter
gebracht ist,
Fig. 3 eine weitere Ausführung eines zweiten Wegeventils, in
das zwei Drosseln integriert sind, die in die Steuerlei
tungen schaltbar sind,
Fig. 4 eine Ausführung mit zwei zweiten Wegeventilen, von denen
jeweils eines einer Steuerleitung zugeordnet ist,
Fig. 5 einen Teilschnitt durch ein Ventil, zu dem in einem
gemeinsamen Gehäuse ein zweites Wegeventil und zwei
Drosselrückschlagventile gehören und dessen Schaltzei
chen dasjenige nach Fig. 2 ist,
Fig. 6 einen Teilschnitt entlang der Linie VI-VI aus Fig. 5
und
Fig. 7 das Überdeckungsbild des Steuerkolbens des Wegeventils
aus den Fig. 5 und 6.
In Fig. 1 erkennt man einen Radbagger 10, bei dem die verschie
denen gegeneinander beweglichen Teile des Auslegers 11 über dop
peltwirkende Hydrozylinder 12 bewegbar sind. Ein Hydrozylinder
12 ist über ein erstes Wegeventil 13 mit einem Steuerschieber 9
betätigbar, von dem zwei Verbraucherleitungen 14 zu dem Hydrozy
linder 12 führen, und bei dem es sich um ein an sich bekanntes
Stetigventil handelt, das eine federzentrierte Mittelstellung
aufweist, aus der es hydraulisch in seine seitliche Arbeitsstel
lung gebracht werden kann. Es wird mit Hilfe eines handbetätig
ten Vorsteuergerätes 15 angesteuert, von dem eine Steuerleitung
16 zu einem Steuerraum 17 und eine Steuerleitung 18 zu einem
Steuerraum 19 des Wegeventils 13 führen. In jede der beiden
Steuerleitungen ist ein Drosselrückschlagventil mit einer Dros
sel 20 und einem Rückschlagventil 21 eingebaut, das zu dem je
weiligen Steuerraum 17 bzw. 19 hin öffnet.
Das Vorsteuergerät 15 arbeitet auf der Basis von direktgesteuer
ten Druckreduzierventilen. Je nach Auslenkung des Betätigungs
elements 22 kann in einer der beiden Steuerleitungen 16 oder 18
ein bestimmter Steuerdruck aufgebaut werden. Die andere Steuer
leitung ist jeweils mit Tank verbunden. Es sei nun angenommen,
daß der Betätigungshebel 22 so ausgelenkt wird, daß in der Steu
erleitung 16 ein Steuerdruck aufgebaut wird. Steueröl fließt
dann über das entsprechende Rückschlagventil 21 in den Steuer
raum 17, während aus dem Steuerraum 19 Steueröl verdrängt wird,
das, weil das andere Rückschlagventil sperrt, über die entspre
chende Drossel 20 und die Steuerleitung 18 zum Vorsteuergerät 15
zurückfließt. Das abfließende Steueröl wird also gedrosselt. Bei
einer Auslenkung des Betätigungshebels 22 in die entgegenge
setzte Richtung steht in der Steuerleitung 18 Druck an und Steu
eröl fließt in den Steuerraum 19. Aus dem Steuerraum 17 wird
Steueröl gedrosselt verdrängt.
Die beiden Drosseln 20 sollen nur dann wirksam sein, wenn der
Steuerdruck einen bestimmten Druck übersteigt. Dieser Druck
hängt im wesentlichen von der Hub/Volumenstromkennlinie des We
geventils 13 ab und liegt in dem Bereich, in dem diese Kennlinie
von einem flachen in einen steilen Abschnitt übergeht. Dieser
Druck ist normalerweise etwa ein Drittel des höchsten Steuer
druckes. Beträgt letzterer also 30 bar, so sollen die Drosseln
20 nur dann wirksam sein, wenn der Steuerdruck über 10 bar an
steigt.
Um dies zu erreichen, ist ein zweites Wegeventil 25 vorgesehen,
das zwei Eingänge 40, 42 und zwei Ausgänge 41, 43 hat, wobei ein
Eingang auf der einen Seite und der entsprechende Ausgang auf
der anderen Seite einer Drossel 20 jeweils mit einer der beiden
Steuerleitungen 16 oder 18 verbunden ist. Das Wegeventil 25 be
sitzt eine Ruhestellung und eine Arbeitsstellung, wobei die Ru
hestellung aufgrund der Wirkung einer Druckfeder 26 eingenommen
wird und die Arbeitsstellung durch eine hydraulische Betätigung
erhalten wird, indem eine Steuerkammer 27 mit Druck beaufschlagt
wird. Die Steuerkammer 27 ist dazu über ein Wechselventil 28 mit
jeweils der Steuerleitung verbindbar, in der ein Steuerdruck an
steht. Die Kammer, in der sich die Druckfeder 26 befindet, ist
über eine Steuerleitung mit einem invertierten Wechselventil 29
verbunden und wird von diesem jeweils an die Steuerleitung ange
schlossen, in der Tankdruck herrscht. Die Druckfeder 26 ist so
eingestellt, daß das Wegeventil 25 dann von seiner Ruhestellung
in seine Arbeitsstellung umgeschaltet wird, wenn in der Steuer
kammer 27 ein Steuerdruck von 10 bar herrscht. In der Ruhestel
lung des Wegeventils 25 sind ein Eingang, der zwischen der Dros
sel 20 und dem Vorsteuergerät 15 an eine Steuerleitung ange
schlossen ist, und ein Ausgang, der zwischen der Drossel 20 und
dem ersten Wegeventil 13 an dieselbe Steuerleitung angeschlossen
ist, miteinander verbunden. Zu der Drossel 20 ist also ein By
pass geschaltet, so daß die Drossel 20 in der Ruhestellung des
zweiten Wegeventils 25 wirkungslos ist. Dies gilt, solange der
Steuerdruck kleiner als 10 bar ist.
In der Arbeitsstellung des zweiten Wegeventils 25 sind die bei
den Eingänge und die beiden Ausgänge gesperrt. Befindet sich das
Wegeventil 25 in dieser Arbeitsstellung, so muß Steueröl, das
aus einem Steuerraum 17 bzw. 19 abfließen will, über die Drossel
20 strömen.
Damit der Gehalt des Steueröls an Luft gering bleibt, sind die
beiden Steuerleitungen 16 und 18 zwischen der Drossel 20 und dem
Vorsteuergerät 15 über eine Spüldüse 30 miteinander verbunden,
über die während jeder Betätigung des Vorsteuergeräts 15 eine
gewisse Steuerölmenge von der mit Steuerdruck beaufschlagten
Steuerleitung zur anderen Steuerleitung und von dort in den Tank
abfließt.
Durch eine strichpunktierte Linie ist angedeutet, daß die beiden
Drosselrückschlagventile, das zweite Wegeventil 25, das Wechsel
ventil 28, das invertierte Wechselventil 29, die Spüldüse 30 und
die hydraulischen Verbindungen zwischen diesen Bauteilen in ei
nem einzigen Gehäuseblock 31 untergebracht sind.
Wenn sich der Steuerdruck schnell ändert, so kann es vorkommen,
daß sich der Steuerschieber 9 des Wegeventils 13 trotz der Dros
selung des abfließenden Steueröls über die dem eingestellten
Steuerdruck entsprechende Position hinausbewegt und wieder zu
rückschwingt. Während des Zurückschwingens wird Steueröl aus dem
mit Druck beaufschlagten Steuerraum verdrängt. Wegen des zum
Vorsteuergerät 15 hin sperrenden Rückschlagventils 21 wird auch
dieses Steueröl gedrosselt, wenn sich das zweite Wegeventil 25
in seiner Arbeitsstellung befindet.
Bei der Ausführung nach Fig. 1 befinden sich in jeder Steuer
leitung 16 bzw. 18 einer Drossel 20 und ein Rückschlagventil 21.
Außerdem ist durch das zweite Wegeventil 25 die Drosselung des
Ölstromes in beiden Steuerleitungen beeinflußbar. Je nach Aus
lenkungsrichtung des Betätigungshebels 22 ist also die eine oder
die andere Steuerleitung die erste oder die zweite und der eine
und der andere Steuerraum 17, 19 der erste bzw. der zweite.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 wird ein zweites Wegeventil 25
verwendet, das eine durch zwei entgegengesetzt wirkende und auf
10 bar vorgespannte Druckfedern 26 zentrierte Mittelstellung, in
der jeweils ein Bypass zu den beiden Drosselrückschlagventilen
20, 21 geschaltet ist, und zwei seitliche Arbeitsstellungen auf
weist, in denen alle Arbeitsanschlüsse 40 bis 43 des Wegeventils
25 gesperrt sind. Das Wegeventil 25 hat nun zwei Steuerkammern
32 und 33, von denen eine mit der Steuerleitung 16 und die an
dere mit der Steuerleitung 18 verbunden ist. Die Spüldüse 30 ist
in das Wegeventil 25 integriert. Dadurch, daß das Wegeventil 25
nun zwei seitliche Arbeitsstellungen aufweist und aus der Mit
telstellung heraus in entgegengesetzte Richtungen betätigbar
ist, können gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 das Wechselventil
und das invertierte Wechselventil entfallen. Da jeweils
in der einen Steuerleitung 16 bzw. 18 Steuerdruck und in der an
deren Tankdruck herrscht, ergeben sich die entsprechenden Drücke
in den Steuerkammern 32 und 33 auch bei einem direkten Anschluß
dieser Kammern an die Steuerleitungen.
Das Wegeventil 25 nach Fig. 3 wird genauso angesteuert wie das
jenige nach Fig. 2 und besitzt genauso wie jenes drei Schalt
stellungen, nämlich eine federzentrierte Mittelstellung und zwei
seitliche Arbeitstellungen. In den Arbeitsstellungen sind jedoch
die Anschlüsse nicht gesperrt. Vielmehr bleibt in einer Arbeits
stellung des Wegeventils 25 gemäß Fig. 3 die eine Steuerleitung
16 bzw. 18 offen und in die andere Steuerleitung wird ein in das
Wegeventil integrierte Drossel 20 geschaltet. Ein Rückschlagven
til wie nach den Ausführungen bei den Fig. 1 und 2 ist nicht
vorhanden. Nach einem Überschwingen des Steuerschiebers des er
sten Wegeventils aus dem ersten Steuerraum zurückfließendes Öl
wird nicht gedrosselt.
Die Ausführung nach Fig. 4 entspricht weitgehend derjenigen
nach Fig. 1. Es ist jedoch das eine Wegeventil 25 mit vier Ar
beitsanschlüssen in zwei Wegeventile 35 aufgeteilt, von denen
jedes lediglich zwei Arbeitsanschlüsse aufweist. Diese Auftei
lung bringt es außerdem mit sich, daß ein Wegeventil 35, das der
einen Steuerleitung 16 bzw. 18 zugeordnet ist, mit der federsei
tigen Steuerkammer 36 direkt an diese Steuerleitung und mit der
Steuerkammer 27 direkt an die andere Steuerleitung angeschlossen
sein kann. Dabei hat wie bei der Ausführung nach Fig. 1 der An
schluß der Steuerkammer 36 an die entsprechende Steuerleitung
nur die Funktion, Lecköl abzuführen. Evt. in der Steuerkammer 36
herrschender Steuerdruck hat keine Auswirkungen.
In den Fig. 5 und 6 erkennt man einen Gehäuseblock 44, der in
Fig. 2 mit einer strichpunktierten Linie angedeutet ist. Dieser
Gehäuseblock 44 besitzt zwei parallel zueinander verlaufende
durchgehende Bohrungen 45 und 46, in denen zwischen einem Ein
gang 40 bzw. 42 und einem Ausgang 41 bzw. 43 ein Drosselrück
schlagventil 20, 21 eingebaut ist. Das Wegeventil 25 besitzt
einen Steuerkolben 47, der in einem Mittelabschnitt 48 einer
weiteren durchgehenden Bohrung 49 des Gehäuseblocks 44 ver
schiebbar ist, die parallel zu einer von den beiden Bohrungen 45
und 46 aufgespannten Ebene 50 und senkrecht zu den Bohrungen 45
und 46 verläuft. In die Bohrung 49 sind aus entgegengesetzten
Richtungen zwei Verschlußstopfen 60 eingeschraubt, die in einem
Sackloch 61 eine Schraubendruckfeder 26 aufnehmen. Jede der bei
den Schraubendruckfedern stützt sich am Boden des Sacklochs 61
und an einer Scheibe 62 ab, die auf einer Stufe 63 der Bohrung
49 aufliegt, sofern sich der Steuerkolben 47 in der Mittelstel
lung befindet. Der Abstand der beiden Stufen 63 voneinander ist
nur um wenig größer als die Länge des Steuerkolbens 47, so daß
bei einer Verschiebung des Steuerkolbens 47 aus seiner Mittel
stellung heraus über die entsprechende den Steuerkolben 47 ra
dial nach innen übergreifende Scheibe 62 die eine der beiden
Druckfedern 26 weiter gespannt wird. Die andere Druckfeder
stützt sich über die andere Scheibe 62 am Gehäuseblock 44 ab und
bleibt während einer Verschiebung des Steuerkolbens 47 in die
eine Richtung wirkungslos. Beide Druckfedern 26 sind so vorge
spannt, daß ein Steuerdruck von etwa 10 bar notwendig ist, um
den Steuerkolben 47 zu verschieben. Die Federkonstante der
Druckfedern 26 ist sehr klein gewählt, so daß der Druckbereich
innerhalb dessen der Steuerkolben 47 von der Mittelstellung in
eine seitliche Arbeitsstellung verschoben wird, sehr klein ist.
Um den Steuerkolben 47 zu verschieben, muß in einer der beiden
Steuerkammern 32 bzw. 33, in denen sich auch die Druckfedern 26
befinden, ein Steuerdruck aufgebaut werden. Dazu ist die Steuer
kammer 33 über eine Querbohrung 64 mit dem Eingang 42 verbunden.
Von der der Steuerkammer 33 des Steuerkolbens 47 zugewandten
Stirnseite 65 geht eine in Achsrichtung des Steuerkolbens 47
verlaufende Sackbohrung 66 aus, in die im Abstand zu der Stirn
seite 65 eine Querbohrung 67 im Steuerkolben 47 mündet. Im Be
reich der Querbohrung besitzt der Steuerkolben 47 eine umlau
fende Ringnut 68, die auf der einen Seite von einem endseitigen
Ringbund 69 und auf der anderen Seite von einem mittleren Ring
bund 70 begrenzt wird. Von dem Mittelabschnitt 48 der Bohrung 49
geht ein Kanal 71 aus, zu dem hin in der in der oberen Hälfte
der Fig. 7 gezeigten Mittelstellung des Steuerkolbens 47 die
Ringnut 68 offen ist. In der einen seitlichen Arbeitsstellung
des Steuerkolbens 47 dagegen, die in der unteren Hälfte der Fig.
7 gezeigt ist, verdeckt der Ringbund 69 den Kanal 71. Der
Kanal 71 ist durch einen parallel zur Bohrung 49 verlaufenden
und durch einen Verschlußstopfen 72 verschlossenen sacklocharti
gen weiteren Kanal und durch eine weitere Querbohrung 73 paral
lel zur Querbohrung 64 mit dem Ausgang 43 des Gehäuseblocks 44
verbunden. Eine entsprechende Verbindung zwischen dem Eingang 40
und dem Ausgang 41 besteht über eine weitere Querbohrung 64, die
Steuerkammer 32 eine weitere Sackbohrung 66, eine weitere Quer
bohrung 67 und eine weitere Ringnut 68 im Steuerkolben 47 sowie
über einen Kanal 71, einen weiteren Kanal parallel zur Bohrung
49 und eine weitere Querbohrung 73.
Es wird somit deutlich, daß in der Mittelstellung des Steuerkol
bens 47 ein Bypass zu den Drosseln 20 offen ist. In einer seit
lichen Arbeitsstellung des Steuerkolbens 47 dagegen ist der By
pass geschlossen.
Besonders in Fig. 7 erkennt man deutlich, daß der mittlere
Ringbund des Steuerkolbens 47 im Abstand zu den beiden Ringnuten
68 jeweils eine weitere Ringnut 80 aufweist, deren Tiefe jedoch
weit geringer als die Tiefe einer Ringnut 68 ist. Der zwischen
den beiden Ringnuten 80 verbliebene Steg 81 weist einen schmalen
Längseinschnitt 82 auf, über den in der Mittelstellung des Streu
erkolbens 47 die beiden Kanäle 71 und 73 und somit die Eingänge
und die Ausgänge des Gehäuseblocks 44 miteinander verbunden
sind. Der Längseinschnitt 82 stellt somit die Spüldüse 30 dar.
In einer seitlichen Arbeitsstellung des Steuerkolbens 47 ist die
genannte Verbindung unterbrochen.
In der unteren Hälfte der Fig. 7 ist mit einer gestrichelten
Linie in jedem endseitigen Ringbund 69 eine Nut 83 angedeutet,
die axial zur Stirnseite 65 hin offen ist. Durch eine solche Nut
kann unter Umständen eine Drossel 20 ersetzt werden. Wie man
sieht, ist in einer seitlichen Arbeitsstellung des Kolbens 47
einer der Kanäle 71 mit der entsprechenden Steuerkammer verbun
den, die wiederum an das Vorsteuergerät 15 angeschlossen ist.
Claims (20)
1. Hydraulische Steuereinrichtung mit einem Wegeventil
(13), mit dem die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit ei
nes hydraulischen Verbrauchers (12) insbesondere eines mobilen
Arbeitsgerätes (10) beeinflußbar sind, mit einem hydraulischen
Vorsteuergerät (15), von dem über eine erste Steuerleitung (16,
18) ein erster Steuerraum (17, 19) und über eine zweite Steuer
leitung (18, 16) ein zweiter Steuerraum (19, 17) des Wegeventils
(13) mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist, und mit einer
Ventilanordnung (20, 21) in einer ersten Steuerleitung (16, 18),
von der ein weitgehend freier Zufluß von Steueröl zu einem er
sten Steuerraum (17, 19) zugelassen wird und von der durch eine
Drosselung des Abflusses die Bewegung eines Steuerschiebers (9)
des Wegeventils (13) dämpfbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Dämpfung der Bewegung des Steuerschiebers (9) des Wegeven
tils (13) in Abhängigkeit vom Steuerdruck in einem ersten Steu
erraum (17, 19) und/oder vom Steuerdruck in einem zweiten Steu
erraum (19, 17) steuerbar ist.
2. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dämpfung der Bewegung des Steuerschie
bers (9) unterhalb eines bestimmten Steuerdruckes ausgeschaltet
und ab diesem Steuerdruck eingeschaltet ist.
3. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Steuerschiebers (9)
ab einem Steuerdruck, der etwa ein Drittel des Höchststeuerdruc
kes ist, dämpfbar ist.
4. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem vorhergehenden
Anspruch gekennzeichnet durch ein zweites Wegeventil (25, 35),
in Abhängigkeit von dessen Stellung die Dämpfung veränderbar
ist.
5. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß von dem zweiten Wegeventil (25, 35) ein eine
feste Drossel (20) umgehender Bypass schaltbar ist und daß der
Bypass in der Ruhestellung des zweiten Wegeventils (25, 35) of
fen und in einer Arbeitstellung des zweiten Wegeventils (25, 35)
mehr oder weniger weit gesperrt ist (Fig. 1, 2 und 4).
6. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das zweite Wegeventil (25, 35) ein Schalt
ventil ist und daß der Bypass in einer Arbeitsstellung des Wege
ventils (25, 35) ganz gesperrt ist.
7. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Ruhestellung des zweiten Wegeventils
(25) das Vorsteuergerät (15) und der erste Steuerraum (17, 19)
über das zweite Wegeventil (25) ungedrosselt miteinander verbun
den sind und daß in einer Arbeitsstellung des zweiten Wegeven
tils (25) eine Drosselstelle (20, 83) in die erste Steuerleitung
(16, 18) geschaltet ist (Fig. 3 und 7).
8. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche
4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum zweiten Wege
ventil (25) ein zum ersten Steuerraum (17, 19) hin öffnendes
Rückschlagventil (21) geschaltet ist und daß das zweite Wegeven
til (25) in Abhängigkeit vom Steuerdruck in eine Sperrstellung
für die erste Steuerleitung (16, 18) schaltbar ist (Fig. 1
und 2).
9. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche
4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilkörper (47) des
zweiten Wegeventils (25, 35) unter der Wirkung von mindestens
einer Ventilfeder (26) eine Ruhestellung einzunehmen sucht und
gegen die Kraft einer Ventilfeder (26) hydraulisch betätigbar
ist und daß zur hydraulischen Verstellung des Ventilkörpers (47)
eine erste Steuerkammer (27; 32, 33) mit dem in einer Steuerlei
tung (16, 18) herrschenden Steuerdruck und eine zweite, feder
seitige Steuerkammer (36; 33, 32) mit dem in der anderen Steuer
leitung (18, 16) herrschenden Tankdruck beaufschlagbar ist
(Fig. 1 bis 4).
10. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ventilkörper aus der Ruhestellung heraus
nur in eine Richtung bewegbar ist und daß die erste Steuerkammer
(27) unabhängig davon, in welcher Steuerleitung (16, 18) ein
Steuerdruck ansteht, mit Steuerdruck und die zweite Steuerkammer
(36) mit Tankdruck beaufschlagbar ist (Fig. 1).
11. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Steuerkammer (27) über ein Wech
selventil (28) jeweils mit der den Steuerdruck aufweisenden
Steuerleitung (16, 18) und die zweite Steuerkammer (36) über ein
invertiertes Wechselventil (29) jeweils mit der den Tankdruck
aufweisenden Steuerleitung (18, 16) verbindbar ist (Fig. 1).
12. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (47) unter der Wirkung von
mindestens einer Ventilfeder (26) eine mittlere Ruhestellung
einzunehmen sucht und daß die erste Steuerkammer (32, 33) mit
der einen Steuerleitung (16, 18) und die zweite Steuerkammer
(33, 32) mit der anderen Steuerleitung (18, 16) verbunden ist.
(Fig. 2 und 3).
13. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche
9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ruhestellung des
Ventilkörpers (47) jede Ventilfeder (26) vorgespannt ist und daß
der Ventilkörper (47) gegen die Kraft einer Ventilfeder (26)
ohne Unterstützung durch eine weitere Ventilfeder (26) aus der
Ruhestellung bewegbar ist (Fig. 1 bis 7).
14. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche
4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß beide Steuerleitungen (16,
18) mit einer Ventilanordnung (20, 21) zur Drosselung des Steu
erölabflusses versehen sind und daß vorzugsweise durch ein ein
ziges zweites Wegeventil (25) mit vier Arbeitsanschlüssen (40,
41, 42, 43) die Drosselung in beiden Steuerleitungen (16, 18)
steuerbar ist (Fig. 1 bis 3).
15. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche
4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Wegeventil (25)
einen in einer Gehäusebohrung (49) verschiebbaren Steuerkolben
(47) aufweist, an dessen zumindest einer Stirnseite (65) sich
ein mit einem Arbeitsanschluß (40, 42) verbundener Steuerraum
(32, 33) befindet, daß der Steuerkolben (47) eine an der Stirn
seite offene, in seine Längsrichtung verlaufende Sackbohrung
(66) aufweist, daß im Abstand zu der Stirnseite (65) eine Quer
bohrung (67) in die Sackbohrung (66) mündet und daß je nach
Stellung des Steuerkolbens (47) die Querbohrung (67) zu einem in
die Gehäusebohrung (49) mündenden und mit einem zweiten Arbeits
anschluß (41, 43) verbundenen Kanal (71) hin offen bzw. ge
schlossen ist.
16. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche
4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen die zwei
Steuerleitungen (16, 18) geschaltete Spüldüse (30) in das zweite
Wegeventil (25) integriert ist.
17. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbindung der beiden Steuerleitungen
(16, 18) über die Spüldüse (30) in einer betätigten Stellung des
zweiten Wegeventils (25) geschlossen ist.
18. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spüldüse (30) durch einen
Längseinschnitt (82) in einen Ringbund (81) des Steuerkolbens
(47) des zweiten Wegeventils (25) gebildet ist.
19. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche
4 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (20,
21) und das zweite Wegeventil (25) ein gemeinsames Gehäuse (44)
haben.
20. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 19, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (44) zwei durchgehende, paral
lele Bohrungen (45, 46) aufweist, in die jeweils ein Drossel-
bzw. ein Drosselrückschlagventil (20, 21) eingesetzt ist, daß
das Gehäuse (44) eine weitere Bohrung (49) aufweist, die paral
lel zu einer von den Achsen der beiden ersteren Bohrungen (45,
46) aufgespannten Ebene (50) und senkrecht zu den beiden erste
ren Bohrungen (45, 46) verläuft und in der sich ein Steuerkolben
(47) des zweiten Wegeventils (25) befindet.
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