DE69312472T2

DE69312472T2 - Hydraulische Steuerventilvorrichtung und hydraulisches Antriebssystem

Info

Publication number: DE69312472T2
Application number: DE69312472T
Authority: DE
Inventors: Toichi Ushiku-Shi Ibaraki 300-12 Hirata; Yusaku Higashiibaraki-Gun Ibaraki 319-01 Nozawa; Masami Atsugi-Shi Kanagawa 243-02 Ochiai; Genroku Inashiki-Gun Ibaraki 300-04 Sugiyama
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1992-10-29
Filing date: 1993-10-28
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2013-10-29
Also published as: EP0620370B1; EP0620370A1; EP0620370A4; WO1994010456A1; EP0620370B2; US5433076A; KR0145143B1; DE69312472D1; DE69312472T3; KR940703973A

Description

TECHNISCHER BEREICH

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerventilvorrichtung, die in einem hydraulischen Antriebssystem für Baumaschinen verwendet wird, und insbesondere eine hydraulische Steuerventilvorrichtung, die ein Strömungssteuerventil mit einem Steuerschieber enthält und eine zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion und eine Lastrückschlagfunktion aufweist, und ein hydraulisches Antriebssystem, in das die hydraulische Steuerventilvorrichtung eingebaut ist.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Hinsichtlich einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung oder hydraulischer Antriebssysteme für die Verwendung in Baumaschinen, wie hydraulischen Baggern, sind die folgenden herkömmlichen Techniken bekannt:
(1) JP, A, 60-5928
(2) JP, A, 62-38496
(3) JP, U, 59-51861
(4) JP, A, 60-11706
(5) JP, A, 2-134402
(6) JP, A, 58-501781
Die (1) JP, A, 60-5928, die (2) JP, A, 62-38496 und die (3) JP, U, 59-51861 beschreiben hydraulische Antriebssysteme, bei denen Ventilvorrichtungen verwendet werden, die Strömungssteuerventile mit einem zentralem Bypass enthalten. Der Begriff "Strömungssteuerventil mit zentralem Bypass" bezeichnet ein Ventil, bei dem ein zentraler Bypasskanal zur Verbindung eines Pumpenanschlusses mit einem Reservoir in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Bewegung eines Steuerschiebers gedrosselt wird. Bei gedrosseltem zentralen Bypasskanal wird der Pumpenförderdruck gesteigert, um einem Stellglied über einen Zufuhrkanal und eine variable Einlaßdosierdrossel Hydraulikfluid zuzuführen. In dem Zufuhrkanal ist ein Lastrückschlagventil zum Verhindern eines Rückwärtsströmens des Hydraulikfluids installiert.
Ebenso sind die in (1) der JP, A, 60-5928, in (2) der JP, A, 62-38496 und in (3) der JP, U, 59-51861 beschriebenen hydraulischen Antriebssysteme derart aufgebaut, daß sie für die Verwendung in hydraulischen Baggern geeignet sind. Unter diesen ist bei dem hydraulischen Antriebssystem gemäß (1) der JP, A, 60-5928 ein als Reaktion auf einen Steuerdruck für die Schwenkeinrichtung betätigbarer Schalter zur Bevorzugung der Schwenkeinrichtung zwischen einem Strömungssteuerventil für den Arm zur Zufuhr von Hydraulikfluid zu einem Armzylinder des hydraulischen Baggers und einem Pumpenanschluß angeschlossen, so daß ein Strom des dem Strömungssteuerventil für den Arm zugeführten Hydraulikfluids zur Erhöhung des Drucks des dem Strömungssteuerventil der Schwenkeinrichtung zugeführten Hydraulikfluids gedrosselt wird, wenn ein Strömungssteuerventil der Schwenkeinrichtung zur Zufuhr des Hydraulikfluids zu einem Schwenkmotor und das Strömungssteuerventil für den Arm gleichzeitig angetrieben werden.
Bei dem hydraulischen Antriebssystem gemäß (2) der JP, A, 62-38496 ist aus dem gleichen Grund ein in Abhängigkeit von dem Steuerdruck der Schwenkeinrichtung betätigbares variables Zuschaltventil zwischen dem Strömungssteuerventil des Arms und dem Pumpenanschluß angeschlossen.
Bei dem hydraulischen Antriebssystem gemäß (3) der JP, U, 59-51861 wird aus dem gleichen Grund ein am Einlaßanschluß des Strömungssteuerventils des Arms installiertes Lastrückschlagventil derart mit dem Druck am Einlaßanschluß des Strömungssteuerventils der Schwenkeinrichtung als Steuerdruck beaufschlagt, daß der Steuerdruck einen Teller des Lastrückschlagventils bewegt, wodurch ein durch das Lastrückschlagventil strömender Strom des Hydraulikfluids gedrosselt wird.
Ferner sind (4) in der JP, A, 60-11706, (5) in der JP, A, 2-134402 und (6) in der JP, A, 58-501781 hydraulische Antriebssysteme beschrieben, bei denen Ventilvorrichtungen verwendet werden, die in Ruhelage geschlossene Strömungssteuerventile enthalten. Der Begriff "in Ruhelage geschlossene Strömungssteuerventile" bezeichnet Ventile, bei denen ein Pumpenanschluß unabhängig von der Position eines Steuerschiebers nicht mit einem Reservoir verbunden ist und die normalerweise in Kombination mit einem Lasterfassungssystem zur Steuerung der Fördermenge einer Hydraulikpumpe in Abhängigkeit von einem Lastdruck verwendet werden. Zudem ist stromaufseitig des in Ruhelage geschlossenen Strömungssteuerventils ein Druckausgleichsventil derart installiert, daß die Betätigungsgeschwindigkeiten mehrerer Stellglieder bei Laständerungen nicht verändert werden. Ein Lastrückschlagventil zum Verhindern eines Zurückströmens des Hydraulikfluids ist zwischen dem Druckausgleichsventil und dem Strömungssteuerventil angeordnet.
Bei der in (5) der JP, A, 2-134402, die den am nächsten verwandten Stand der Technik darstellt, werden insbesondere, wenn das Strömungssteuerventil mit Steuerschieber, das Druckausgleichsventil und das Lastrückschlagventil zur Konstruktion einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung kombiniert werden, die drei Ventile in einen Block eingebaut, um zum Zwecke der Verringerung der Anzahl der Leitungen und um die Vorrichtung kompakt zu gestalten eine einzige Ventilvorrichtung zu schaffen.
Andererseits wird in (6) der JP, A, 58-501781 eine hydraulische Steuerventilvorrichtung mit einem Sitzventil anstelle des Steuerschieberventils vorgeschlagen. Diese hydraulische Steuerventilvorrichtung enthält ein Sitzventil und ein Führungssteuerventil, die miteinander kombiniert sind.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Die in (1) der JP, A, 60-5928 und in(2) der JP, A, 62- 38496 beschriebenen hydraulischen Steuerventilvorrichtungen enthalten jeweils das Lastrückschlagventil und das Schaltventil zur Bevqrzugung der Schwenkeinrichtung bzw. das variable Zuschaltventil, die in einem Hauptkanal stromaufseitig des Strömungssteuerventils für den Arm angeordnet sind. Ebenso enthalten die in (4) der JP, A, 60-11706 und in (5) der JP, A, 2-134402 beschriebenen Steuerventilvorrichtungen jeweils das Lastrückschlagventil und das Druckausgleichsventil in einem Hauptkanal stromaufseitig des Strömungssteuerventils. Das Schaltventil zur Bevorzugung der Schwenkeinrichtung, das variable Zuschaltventil und das Druckausgleichsventil dienen dazu, eine Art zusätzlicher Strömungssteuerungsfunktion für das Strömungssteuerventil des Arms zu schaffen. Mit dem zusätzlichen Anordnen dieser Ventile muß das dem Stellglied von der Hydraulikpumpe zugeführte Hydraulikfluid jedoch durch drei Ventile, d.h. durch jedes dieser Ventile, das Lastrückschlagventil und das Strömungssteuerventil (die variable Hauptdrossel) strömen. Dadurch tritt das Problem auf, daß in den drei Ventilen verursachte Strömungswiderstände den Druckverlust und damit den Energieverlust steigern.
Bei der in (3) der JP, U, 59-51861 beschriebenen Ventilvorrichtung ist das zusätzliche Vorsehen eines besonderen Ventils nicht erforderlich, da die Strömung von dem Lastrückschlagventil gedrosselt wird, und der Druckverlust ist geringer als bei den vorstehend beschriebenen Vorrichtungen. Aufgrund eines derart einfachen Aufbaus, bei dem der Steuerdruck den Federteller des Lastrückschlagventils bewegt, kann jedoch die durch das Lastrückschlagventil strömende Strömung nicht genau gesteuert werden, und daher kann die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion nicht mit hoher Steuergenauigkeit erzielt werden.
Ferner müssen bei der in (5) der JP, A, 2-134402 beschriebenen Ventilvorrichtung eine Anzahl von Druckaufnahmekammern, Kanälen, etc., die einen komplexen Aufbau aufweisen, in einem Ausgleichskolben des Druckausgleichsventils ausgebildet sein. Insbesondere sind unabhängig von dem Pumpenkanal das Erzeugen von Druckaufnahmekammern an beiden Enden des Ausgleichskolbens zur Beaufschlagung dieser Kammern mit Einlaß- und Auslaßdrücken der variablen Hauptdrossel sowie für den Fall, daß Sollausgleichsdifferenzdruck des Druckausgleichsventils variabel eingestellt ist, die Erzeugung von zwei zusätzlichen Druckaufnahmekammern erforderlich. Ebenso ist es erforderlich, in dem Ausgleichskolben eine innere Bohrung zur Aufnahme eines Schiebergehäuses des Lastrückschlagventils für den Hauptkreislauf zu erzeugen. Bei dieser bekannten Ventilvorrichtung werden daher der Aufbau um den Ausgleichskörper und der Ausgleichskolben selbst im Vergleich zu der Ventilvorrichtung vergrößert, die nur das Lastrückschlagventil enthält und keine Druckausgleichsfunktion aufweist, wodurch die Länge des Ventilblocks in der Axialrichtung des Ausgleichskolbens und ebenso des äußeren Aufbaus des Ventilblocks gesteigert wird. Zudem wird die Herstellung des Ventilblocks komplizierter.
Bei der in (6) der JP, A, 58-501781 beschriebenen hydraulischen Steuerventilvorrichtung wird das Strömungssteuerventil des Sitzventiltyps anstelle des Steuerschiebertyps verwendet. Daher kann bei dieser bekannten Technik das Strömungssteuerventil mit Steuerschieber, das aufgrund der langjährigen praktischen Verwendung eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und leicht zu fertigen ist, nicht verwendet werden.
Überdies sind bei den in (1) der JP, A, 60-5928 und in (2) der JP, A, 62-38496 beschriebenen hydraulischen Antriebssystemen das Schaltventil zur Bevorzugung der Schwenkeinrichtung bzw. das variable Zuschaltventil, die in Abhängigkeit von dem Steuerdruck der Schwenkeinrichtung betätigbar sind, zwischen dem Strömungssteuerventil des Arms und dem Pumpenanschluß angeordnet, wodurch der Druck des dem Strömungssteuerventil der Schwenkeinrichtung zugeführten Hydraulikfluids zur Verbesserung der Bedienbarkeit bei der kombinierten Betätigung eines Arms und einer Schwenkeinrichtung gesteigert wird. Bei jeder dieser bekannten Techniken beeinträchtigt die Betätigung des Schaltventils zur Bevorzugung der Schwenkeinrichtung bzw. des variablen Zuschaltventils jedoch die anderen Strömungssteuerventile sowie das Strömungssteuerventil des Arms, da das Schaltventil zur Bevorzugung der Schwenkeinrichtung bzw. das variable Zuschaltventil in einer Pumpenleitung vorgesehen sind, die von weiteren Strömungssteuerventilen geteilt wird. Anders ausgedrückt wird, wenn das Strömungssteuerventil der Schwenkeinrichtung gleichzeitig mit einem weiteren Strömungssteuerventil angetrieben wird, die kombinierte Betätigung durch die Betätigung des Schaltventils zur Bevorzugung der Schwenkeinrichtung bzw. des variablen Zuschaltventils beeinträchtigt.
Zudem sind bei den in (1) der JP, A, 60-5928, (2) der JP, A, 62-38496 und (3) der JP, U, 59-51861 beschriebenen hydraulischen Steuerventilvorrichtungen das Schaltventil zur Bevorzugung der Schwenkeinrichtung, das variable Zuschaltventil bzw. das durch den Steuerdruck betätigte Lastrückschlagventil nicht zum Ausführen einer Druckausgleichssteuerung zum Konstanthalten eines Differenzdrucks über das Strömungssteuerventil (die variable Hauptdrossel) geeignet. Daher kann bei der kombinierten Betätigung, bei der mehrere Stellglieder gleichzeitig angetrieben werden, eine Strömungsmenge des dem Stellglied mit einem niedrigen Lastdruck zugeführten Hydraulikfluids nicht präzise gesteuert werden.
Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydraulische Steuerventilvorrichtung mit einem Strömungssteuerventil mit Steuerschieber und ein hydraulisches Antriebssystem zu schaffen, in das die hydraulische Steuerventilvorrichtung eingebaut ist, mit dem die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion mit hoher Genauigkeit erfolgt, ohne daß der Druckverlust gesteigert und den Aufbau vergrößert werden.
Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydraulische Steuerventilvorrichtung mit einem Strömungssteuerventil mit zentralem Bypass und ein hydraulisches Antriebssystem zu schaffen, in das die hydraulische Steuerventilvorrichtung eingebaut ist, mit denen bei der kombinierten Betätigung, bei der mehrere Stellglieder gleichzeitig angetrieben werden, die Strömungsmenge des nur dem relevanten Strömungssteuerventil zugeführten Hydraulikfluids zusätzlich gesteuert werden kann, um die Effizienz der kombinierten Betätigung zu verbessern.
Es ist eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydraulische Steuerventilvorrichtung mit einem Strömungssteuerventil mit zentralem Bypass und ein hydraulisches Antriebssystem zu schaffen, in das die hydraulische Steuerventilvorrichtung eingebaut ist, die zur Verbesserung der Effizienz der kombinierten Betätigung die Druckausgleichsfunktion ausführen können.
Es ist eine vierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydraulische Steuerventilvorrichtung mit einem in Ruhelage geschlossenem Strömungssteuerventil und ein hydraulisches Antriebssystem zu schaffen, in das die hydraulische Steuerventilvorrichtung eingebaut ist, mit denen die Druckausgleichsfunktion ausgeführt wird, ohne den Druckverlust zu steigern und den Aufbau zu vergrößern.
Zur Lösung der vorstehend genannten ersten bis vierten Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine hydraulische Steuerventilvorrichtung mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse ausgebildeten Pumpenkanal und mindestens einer in das Gehäuse eingebauten Wegeventileinrichtung geschaffen, wobei die Wegeventileinrichtung einen verschiebbar in dem Gehäuse angeordneten Hauptsteuerschieber zum Bilden eines Paars verstellbarer Hauptdrosseln zur Bildung eines Strömungssteuerventils, einen in dem Gehäuse ausgebildeten Zufuhrkanal zur Zufuhr von Hydraulikfluid aus dem Pumpenkanal zu dem Paar verstellbarer Hauptdrosseln und ein Paar in dem Gehäuse ausgebildeter Lastkanäle aufweist, in die jeweils Hydraulikfluid strömt, das das Paar verstellbarer Hauptdrosseln passiert hat, wobei die Wegeventileinrichtung ferner zusätzliche Strömungssteuermittel zum Begrenzen einer Strömungsmenge des dem Paar verstellbarer Hauptdrosseln durch den Zufuhrkanal aus dem Pumpenkanal zugeführten Hydraulikfluids zur zusätzlichen Steuerung einer Strömungsmenge des in das Paar Lastkanäle strömenden Hydraulikfluids aufweist und die zusätzlichen Strömungssteuermittel (a) ein in dem Zufuhrkanal angeordnetes Sitzventil mit einem beweglich in dem Gehäuse angeordneten Sitzventilkörper zur Bildung einer verstellbaren Hilfsdrossel in dem Zufuhrkanal und einer in dem Sitzventilkörper ausgebildeten verstellbaren Steuerdrossel zur Veränderung eines Öffnungsbereichs entsprechen einer Bewegungsgröße des Sitzventilkörpers, (b) eine Steuerleitung zum Verbinden eines Abschnitts des Zufuhrkanals stromaufseitig der verstellbaren Hilfsdrossel mit einem stromabseitigen Abschnitt des Zufuhrkanals über die verstellbare Steuerdrossel zur Bestimmung der Bewegungsgröße des Sitzventilkörpers entsprechend einer Strömungsmenge des durch die Steuerleitung strömenden Hydraulikfluids und (c) Steuerströmungssteuermittel mit einer in der Steuerleitung angeordneten verstellbaren Steuerdrossel und Eingangsmitteln zum Empfangen eines Strömungsbegrenzungssignals enthalten, durch das ein Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel zur Steuerung einer Strömungsmenge des durch die Steuerleitung strömenden Hydraulikfluids entsprechend dem empfangenen Strömungsbegrenzungs signal verändert wird.
Bei der vorstehend beschriebenen hydraulischen Steuerventilvorrichtung weisen die Wegeventileinrichtung vorzugsweise ferner einen festen Block zum Halten des Sitzventilkörpers in dem Gehäuse durch eine Feder und die Steuerströmungssteuermittel ein in den festen Block eingebautes Führungssteuerschieberventil auf. Hierbei enthält das Führungssteuerschieberventil vorzugsweise einen parallel zum Hauptsteuerschi eber angeordneten Führungssteuerschieber.
Das Sitzventil ist vorzugsweise senkrecht zum Hauptsteuerschieber angeordnet.
Ebenso weist der Zufuhrkanal vorzugsweise einen stromaufseitig der verstellbaren Hilfsdrossel angeordneten und mit dem Pumpenkanal verbundenen ersten Kanalabschnitt und stromabseitig der verstellbaren Hilfsdrossel an gegenüberliegenden Seiten des ersten Kanalabschnitts angeordnete und jeweils mit den beiden verstellbaren Hauptdrosseln verbundene zweite und dritte Kanalabschnitte auf, wobei das Sitzventil an einer Kreuzung des ersten Kanalabschnitts mit dem zweiten und dem dritten Kanalabschnitt angeordnet ist.
Ferner ist vorzugsweise eine Öffnungscharakteristik der verstellbaren Steuerdrossel derart eingestellt, daß die verstellbare Steuerdrossel bei einer vollständig geschlossenen Stellung des Sitzventils leicht geöffnet ist, und die Wegeventileinrichtung weist ferner ein in der Steuerleitung angeordnetes Rückschlagventil zum Verhindern eines Rückwärtsströmens des Hydraulikfluids auf, wobei das Rückschlagventil in den Sitzventilkörper eingebaut ist.
Bei der vorstehend beschriebenen hydraulischen Steuerventilvorrichtung weist die Vorrichtung vorzugsweise mehrere in das Gehäuse eingebaute Wegeventileinrichtungen mit Steuerschiebern auf, wobei mindestens eine der Wegeventileinrichtungen die Hilfsströmungssteuermittel enthält.
Die Eingangsmittel der Steuerströmungssteuermittel weisen beispielsweise einen Kanal auf, durch den ein außerhalb der Wegeventileinrichtung erzeugtes Hydrauliksignal als Strömungsbegrenzungssignal eingegeben wird. Die Eingangsmittel der Steuerströmungssteuermittel können Kanäle enthalten, durch die ein Differenzdruck über jede der beiden verstellbaren Hauptdrosseln als Strömungsbegrenzungssignal eingebracht wird.
Bei der vorstehend beschriebenen hydraulischen Steuerventilvorrichtung enthalten die Steuerströmungssteuermittel vorzugsweise einen die verstellbare Steuerdrossel bildenden Führungssteuerschieber, erste Druckmittel zum Aufbringen einer vorgegebenen Druckkraft in der Ventilöffnungsrichtung auf den Führungssteuerschieber und mit den Eingangsmitteln verbundene zweite Druckmittel zum Aufbringen einer dem Strömungsbegrenzungssignal entsprechenden Druckkraft in der Ventilschließrichtung auf den Führungssteuerschieber.
Die ersten Druckmittel enthalten vorzugsweise eine Feder zum Drücken des Führungssteuerschiebers mit einer vorgegebenen, vorab eingestellten Kraft in die Ventilöffnungsrichtung. Hierbei enthalten die Steuerströmungssteuermittel vorzugsweise ferner Betätigungsmittel, die zur externen Einstellung der vorab eingestellten Kraft der Feder geeignet sind.
Ebenso enthalten die ersten Druckmittel vorzugsweise mindestens eine Druckaufnahmekammer zum Beaufschlagen des Führungssteuerschiebers mit einer vorgegebenen Hydraulikkraft in der Ventilöffnungsrichtung.
Ferner enthalten die zweiten Druckmittel vorzugsweise mindestens eine Druckaufnahmekammer zum Beaufschlagen des Führungssteuerschiebers mit einer dem Strömungsbegrenzungssignal entsprechenden Hydraulikkraft in der Ventilschließrichtung.
Bei der vorstehend beschriebenen hydraulischen Steuerventilvorrichtung weist die Eingangseinrichtung vorzugsweise einen Kanal auf, durch den ein außerhalb der Wegeventileinrichtung erzeugtes Signal als Strömungsbegrenzungssignal auf die zweiten Vorspannmittel aufgebracht wird.
Hierbei enthalten die ersten Druckmittel vorzugsweise eine Druckaufnahmekammer, die mit einem Einlaßdruck jeder der beiden verstellbaren Hauptdrosseln beaufschlagt wird.
Ebenso enthalten die ersten Druckmittel vorzugsweise eine Druckaufnahmekammer, die mit einem Druck in dem Pumpenkanal beaufschlagt wird.
Bei der vorstehend beschriebenen hydraulischen Steuerventilvorrichtung weisen die Eingangsmittel vorzugsweise Kanäle auf, durch die ein Differenzdruck über jede der beiden verstellbaren Hauptdrosseln als Strömungsbegrenzungssignal auf die zweiten Druckmittel aufgebracht wird, und die von den ersten Druckmitteln aufgebrachte Druckkraft stellt einen Sollausgleichsdifferenzdruck für den Differenzdruck über jede der beiden verstellbaren Hauptdrosseln ein.
Hierbei ist die vorgegebene Druckkraft zum Einstellen des Sollausgleichsdifferenzdrucks normalerweise konstant. Die vorgegebene Druckkraft zum Einstellen des Sollausgleichsdifferenzdrucks kann jedoch veränderlich sein.
Zur Lösung der vorstehend genannten ersten und zweiten Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein hydraulisches Antriebssystem mit einer Hydraulikpumpe und mehreren durch von der Hydraulikpumpe gefördertes Hydraulikfluid angetriebenen hydraulischen Stellgliedern geschaffen, bei dem die hydraulische Steuerventilvorrichtung gemäß dem vorstehend ausgeführten ersten Konzept mindestens eine erste und eine zweite Wegeventileinrichtung mit entsprechend jeweiligen Betätigungssignalen betätigten Strömungssteuerventilen mit Steuerschiebern zur Steuerung jeweiliger Strömungsmengen des den mehreren hydraulischen Stellgliedern zugeführten Hydraulikfluids aufweist, wobei zumindest die erste Wegeventileinrichtung die Wegeventileinrichtung mit den zusätzlichen Strömungssteuermitteln ist und Signalerzeugungs- und Übertragungsmittel zur Erzeugung des Strömungsbegrenzungssignals außerhalb der ersten Wegeventileinrichtung und zum Aufbringen des erzeugten Signals auf die Eingangseinrichtung der Steuerströmungssteuermittel aufweist.
Bei dem vorstehend beschriebenen hydraulischen Antriebssystem enthalten die Signalerzeugungs- und Übertragungsmittel vorzugsweise Mittel zur Erfassung eines auf die zweite Wegeventileinrichtung aufgebrachten Betätigungssignals und Mittel zum Aufbringen des erfaßten Betätigungssignals als Strömungsbegrenzungssignal auf die Eingangsmittel der Steuerströmungssteuermittel.
Ebenso enthalten die Signalerzeugungs- und Übertragungsmittel vorzugsweise von einem Bediener betätigte Einstellmittel zur Ausgabe eines Einstellsignals, Mittel zur Erzeugung eines dem Einstellsignal entsprechenden Steuersignals und Mittel zum Aufbringen des Steuersignals als Strömungsbegrenzungssignal auf die Eingangsmittel der Steuerströmungssteuermittel.
Ferner enthalten die Signalerzeugungs- und Übertragungsmittel vorzugsweise von einem Bediener betätigte Mittel zur Ausgabe eines Einstellsignals, Mittel zur Erzeugung eines Steuersignals entsprechend dem auf die zweite Wegeventileinrichtung aufgebrachten Betätigungssignal und dem Einstellsignal und Mittel zum Aufbringen des Steuersignals als Strömungsbegrenzungssignal auf die Eingangsmittel der Steuerströmungssteuermittel.
Bei dem vorstehend beschriebenen hydraulischen Antriebssystem ist das Strömungssteuerventil vorzugsweise ein Steuerschieberventil mit einem zentralen Bypass.
Zur Lösung der vorstehend genannten ersten und dritten Aufgabe wird gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein hydraulisches Antriebssystem mit einer Hydraulikpumpe, mehreren durch von der Hydraulikpumpe zugeführtes Hydraulikfluid angetriebenen hydraulischen Stellgliedern, und der hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß dem vorstehend ausgeführten ersten Aspekt geschaffen, die mindestens erste und zweite Wegeventileinrichtungen aufweist, die entsprechend jeweiligen Betätigungssignalen zur Steuerung jeweiliger Strömungsmengen des den mehreren hydraulischen Stellgliedern zugeführten Hydraulikfluids betätigte Strömungssteuerventile mit Steuerschiebern enthalten, wobei zumindest die erste Wegeventileinrichtung die Wegeventileinrichtung mit den zusätzlichen Strömungssteuermitteln ist und die Eingangsmittel der Steuerströmungssteuermittel Kanäle aufweisen, durch die ein Differenzdruck über jede der beiden verstellbaren Hauptdrosseln des zu der ersten Wegeventileinrichtung gehörigen Strömungssteuerventils als Strömungsbegrenzungssignal aufgebracht wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen hydraulischen Antriebssystem ist das Strömungssteuerventil vorzugsweise ein Steuerschieberventil mit zentralem Bypass.
Zur Lösung der vorstehend genannten ersten und vierten Aufgabe wird gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein hydraulisches Antriebssystem mit einer Hydraulikpumpe, mehreren durch von der Hydraulikpumpe zugeführtes Hydraulikfluid angetriebenen hydraulischen Stellgliedern und der hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß dem vorstehend ausgeführten ersten Aspekt geschaffen, die mindestens eine erste und eine zweite Wegeventileinrichtung mit entsprechend jeweiligen Betätigungssignalen zur Steuerung jeweiliger Strömungsmengen des den mehreren hydraulischen Stellgliedern zugeführten Hydraulikfluids betätigten Strömungssteuerventilen mit Steuerschiebern aufweist, wobei die erste und die zweite Wegeventileinrichtung jeweils Wegeventileinrichtungen mit den zusätzlichen Strömungssteuermitteln sind und die Eingangsmittel der Steuerströmungssteuermittel Kanäle aufweisen, durch die ein Differenzdruck über jede der beiden verstellbaren Hauptdrosseln des zu der entsprechenden Wegeventilein richtung gehörigen Strömungssteuerventils als Strömungsbegrenzungssignal aufgebracht wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen hydraulischen Antriebssystem ist das Strömungssteuerventil vorzugsweise ein in Ruhelage geschlossenes Steuerschieberventil.
Bei dem vorstehend beschriebenen hydraulischen Antriebssystem enthalten die Steuerströmungssteuermittel vorzugsweise einen die verstellbare Steuerdrossel bildenden Führungssteuerschieber, erste Druckmittel zum Beaufschlagen des Führungssteuerschiebers mit einer vorgegebenen Druckkraft in der Ventilöffnungsrichtung und mit den Eingangsmitteln verbundene zweite Druckmittel zum Beaufschlagen des Führungssteuerschiebers mit einer einem Differenzdruck über jede der beiden verstellbaren Hauptdrosseln entsprechenden Druckkraft in der Ventilschließrichtung.
Hierbei weist das hydraulische Antriebssystem vorzugsweise ferner Mittel zur Erzeugung eines veränderlichen Drucks und zum Beaufschlagen der ersten Druckmittel mit dem veränderlichen Druck auf, wobei die ersten Druckmittel eine Hydraulikkammer zum Beaufschlagen des Führungssteuerschiebers mit einer dem veränderlichen Druck entsprechenden Hydraulikkraft als vorgegebene Druckkraft aufweisen.
Das vorstehend beschriebene hydraulische Antriebssystem kann Mittel zur Erfassung des maximalen der Lastdrücke der mehreren Stellglieder und Mittel zum Beaufschlagen der ersten Druckmittel mit einem Förderdruck der Hydraulikpumpe und dem maximalen Lastdruck aufweisen, und die ersten Druckmittel kännen mindestens eine Hydraulikkammer zum Beaufschlagen des Führungssteuerschiebers mit einer einem Differenzdruck zwischen dem Förderdruck und dem maximalen Lastdruck entsprechenden Hydraulikkraft als vorgegebene Druckkraft enthalten.
Die derart aufgebaute erfindungsgemäße hydraulische Steuerventilvorrichtung und das derart aufgebaute erfindungsgemäße hydraulische Antriebssystem arbeiten wie folgt.
Wenn bei der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerventilvorrichtung das Steuerschieberventil aus seiner neutralen Position bewegt wird, wird eine der verstellbaren Hauptdrosseln geöffnet, worauf das meiste Hydraulikfluid auf der Stromaufseite des Zufuhrkanals als Hauptströmung durch das Sitzventil zur Stromabseite des Zufuhrkanals und gleichzeitig das verbleibende Hydraulikfluid als Steuerströmung durch die Steuerleitung zur Stromabseite des Zufuhrkanals strömen kann. Die Hauptströmung und die Steuerströmung werden miteinander vereinigt, und das zusammengeführte Hydraulikfluid wird durch die verstellbare Hauptdrossel einem Lastanschluß zugeführt. Andererseits arbeitet das Sitzventil auf der Grundlage der in der vorstehend genannten JP, A, 58-501781 beschriebenen Prinzipien derart, daß das Ausmaß der Bewegung des Sitzventilkörpers in Abhängigkeit von einer die verstellbare Steuerdrossel passierenden Steuerströmungsmenge bestimmt wird. Die Steuerströmungsmenge wird durch die Steuerströmungssteuermittel entsprechend dem Strömungsbegrenzungssignal gesteuert. Daher wird das Ausmaß der Bewegung des Sitzventilkörpers entsprechend dem Strömungsbegrenzungssignal bestimmt, wodurch eine durch das Sitzventil strömende Hauptströmungsmenge eingestellt wird. Auf diese Weise wird eine Strömungsmenge des der verstellbaren Hauptdrossel zugeführten Hydraulikfluids begrenzt, und eine Strömungsmenge des dem Lastkanal zugeführten Hydraulikfluids wird zusätzlich präzise gesteuert.
Ebenso wird, wenn die Last in einem derartigen Ausmaß gesteigert wird, daß der Lastdruck den Förderdruck übersteigt und das Hydraulikfluid zwangsläufig zu einem Rückwärtsströmen tendiert, die Steuerströmungsmenge Null, und der Sitzventilkörper wird in die Ventilschließrichtung gedrückt, so daß das Sitzventil vollständig geschlossen wird. Daher wird ein Rückwärtsströmen des Hydraulikfluids verhindert, und die Lastrückschlagfunktion wird erzielt.
Daher werden bei der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerventilvorrichtung die beiden Funktionen der zusätzlichen Strömungssteuerung und des Lastrückschlags erzielt, indem das Sitzventil im Zufuhrkanal angeordnet wird, in dem gemäß dem Stand der Technik ein Lastrückschlagventil angeordnet war. Dadurch bietet die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion, erzeugt einen annähernd dem bei der hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß dem Stand der Technik ohne die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion erzeugten vergleichbaren Druckverlust, und verhindert damit aufgrund der Schaffung der zusätzlichen Strömungssteuerungsfunktion eine Steigerung des Druckverlusts.
Ferner ist bei der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerventilvorrichtung das Sitzventil, das die beiden Funktionen der zusätzlichen Strömungssteuerung und des Lastrückschlags ausführt, in dem Zufuhrkanal vorgesehen, in dem, wie vorstehend ausgeführt, gemäß dem Stand der Technik das Lastrückschlagventil angeordnet war, wodurch das Anordnen der Steuerströmungssteuermittel an einer anderen Stelle als in dem Gehäuse ermöglicht wird. Dementsprechend wird der Aufbau des Sitzventils um den Sitzventilkörper vereinfacht, und die Länge eines das Sitzventil enthaltenden Abschnitts des Gehäuses in der Axialrichtung des Körpers des Sitzventils (d.h. seine Größe in einer zu dem Steuerschieber senkrechten Richtung) wird nicht gesteigert, wodurch das Gehäuse kompakt und die Herstellung des Gehäuses erleichtert wird.
Wie aus Vorstehendern hervorgeht, wird die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß bei der hydraulischen Steuerventilvorrichtung mit dem Strömungssteuerventil mit Steuerschieber die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion mit hoher Steuergenauigkeit ausgeführt wird, ohne daß der Druckverlust gesteigert und der Aufbau vergrößert werden.
Ebenso wir die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß durch die Konstruktion des Strömungssteuerventils mit dem Hauptsteuerschieber mit einem zentralen Bypass und durch Aufbringen eines externen Signals als Strömungsbegrenzungssingal eine nur dem relevanten Strömungssteuerventil zugeführte Strömungsmenge des Hydraulikfluids bei der kombinierten Betätigung, bei der mehrere Stellglieder gleichzeitig angetrieben werden, zusätzlich gesteuert werden kann.
Ferner wird die dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß durch die Konstruktion des Strömungssteuerventils mit dem Hauptsteuerschieber mit einem zentralen Bypass und das Aufbringen eines Differenzdrucks über die verstellbare Hauptdrossel als Strömungsbegrenzungssignal die Ventilvorrichtung mit dem Strömungssteuerventil mit einem zentralen Bypass mit der Druckausgleichsfunktion ausgestattet wird.
Zudem wird die vierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß durch die Konstruktion des Strömungssteuerventils mit dem Hauptsteuerschieber als in Ruhelage geschlossenes Strömungssteuerventil und Aufbringen eines Differenzdrucks über die verstellbare Hauptdrossel als Strömungsbegrenzungssignal die Ventilvorrichtung mit dem in Ruhelage geschlossenen Strömungssteuerventil mit der Druckausgleichsfunktion ausgestattet wird, ohne daß der Druckverlust gesteigert und der Aufbau vergrößert werden.
Durch den Aufbau, bei dem ein fester Block zum Halten des Sitzventilkörpers in dem Gehäuse durch eine Feder vorgesehen ist, und durch Einbauen eines Führungssteuerschieberventils der Steuerströmungssteuermittel in dem festen Block können die Steuerströmungssteuermittel unter Verwendung des festen Blocks als von dem Gehäuse getrenntes Teil installiert werden, wodurch das Gehäuse, wie vorstehend beschrieben, kompakt wird. Hierbei wird durch Anordnen des Steuerschiebers des Führungssteuerschieberventils parallel zu dem Hauptsteuerschieber der feste Block selbst ebenfalls kompakt.
Durch ein derartiges Einstellen einer Öffnungscharakteristik der verstellbaren Steuerdrossel, daß die verstellbare Steuerdrossel bei einer vollständig geschlossenen Stellung des Sitzventils leicht geöffnet ist, wird die Steuerströmung stabil erzeugt, und der Betrieb der verstellbaren Steuerdrossel wird erleichtert. Hierbei wird durch Anordnen eines Rück schlagventils in der Steuerleitung eine Lastrückschlagfunktion mit einem hohen Grad an Flüssigkeitsdichtigkeit erhalten. Da das Rückschlagventil in der Steuerleitung vorgesehen ist, wird der Druckverlust im Hauptkreislauf (in dem Zufuhrkanal) durch das Anordnen des Rückschlagventils nicht gesteigert.
Bei dem Aufbau, bei dem die ersten Druckmittel des Führungssteuerschieberventils eine Feder enthalten, wird ein Sollausgleichsdifferenzdruck durch die vorab eingestellte Kraft der Feder eingestellt, wenn durch die zusätzliche Strömungssteuerung eine Druckausgleichssteuerung ausgeführt wird. Indem die vorab eingestellte Kraft der Feder von außen einstellbar gehalten wird, kann der Sollausgleichsdifferenzdruck wahlweise eingestellt werden. Wenn die ersten Druckmittel eine Druckaufnahmekammer enthalten, wird der Sollausgleichsdifferenzdruck durch eine von der Druckaufnahmekammer erzeugte Hydraulikkraft eingestellt. Hierbei kann der Sollausgleichsdifferenzdruck durch Beaufschlagung der Druckaufnahmekammer mit einem veränderlichen Druck wahlweise eingestellt werden. Da der Druck durch die Verwendung eines elektromagnetischen Proportionalreduzierventils oder ähnlichem leicht einstellbar ist, kann eine Feineinstellung des Sollausgleichsdifferenzdrucks realisiert werden.
Durch Aufbringen eines externen Hydrauliksignals als Strömungsbegrenzungssignal auf die zweiten Druckmittel wird die die vorstehend genannte zweite Aufgabe betreffende Betätigung erreicht. Anders ausgedrückt kann die Strömungsmenge des nur dem relevanten Strömungssteuerventil zugeführten Hydraulikfluids zusätzlich gesteuert werden.
Hierbei kann durch Aufbringen eines an die zweite Wegeventileinrichtung ausgegebenen Betätigungssignals als externes Signal (Strömungsbegrenzungssignal) auf die zweiten Druckmittel auf der Grundlage des zweiten Aspekts der vorhegenden Erfindung die Strömungsmenge des durch die erste Wegeventileinrichtung strömenden Hydraulikfluids bei der kombinierten Betätigung, bei der mehrere Stellglieder gleichzeitig angetrieben werden, automatisch entsprechend der Größe des Betätigungssignals für die zweite Wegeventileinrichtung zusätzlich gesteuert werden, wodurch die Effizienz der kombinierten Betätigung verbessert wird.
Ebenso kann durch die Erzeugung des Strömungsbegrenzungssignals entsprechend einem Einstellsignal von der von einem Bediener betätigten Einstelleinrichtung auf der Grundlage des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung die Strömungsmenge des dem Stellglied zugeführten Hydraulikfluids nach dem Ermessen des Bedieners zusätzlich gesteuert werden, wodurch die Effizienz der kombinierten Betätigung weiter verbessert wird.
Überdies kann durch die Erzeugung des Strömungsbegrenzungssignals entsprechend dem Einstellsignal von der durch einen Bediener betätigten Einstelleinrichtung und des an die zweite Wegeventileinrichtung ausgegebenen Betätigungssignals auf der Grundlage des zweiten Aspekts der Erfindung die Strömungsmenge des dem Stellglied zugeführten Hydraulikfluids im Ermessen des Bedieners und entsprechend dem Betätigungssignal für die zweite Wegeventileinrichtung zusätzlich gesteuert werden, wodurch der Wirkungsgrad der kombinierten Betätigung weiter verbessert wird.
In diesem Zusammenhang wird durch Beaufschlagen der Druckaufnahmekammer der ersten Druckmittel mit Einlaßdrücken des Paars verstellbarer Hauptdrosseln der Führungssteuerschieber nur dann zur Verringerung der Steuerströmungsmenge betätigt, wenn der Lastdruck des Stellglieds gering ist, um die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion selektiv auszuführen. Dadurch ist eine zufriedenstellende kombinierte Betätigung gewährleistet, wobei ein unnötiger Energieverlust vermieden wird.
Durch Beaufschlagen der Druckaufnahmekammer der ersten Druckmittel mit einem Pumpendruck, wenn der Pumpendruck auf einen in Relation zu dem Strömungsbegrenzungssignal bestimmten vorgegebenen Wert ansteigt, wird das Ausmaß der Steuerung aufgrund der Steuerströmung so verringert, daß der Druck des der zweiten Wegeventileinrichtung zugeführten Hydraulikfluids (d.h. ein Antriebsdruck des entsprechenden Stellglieds) entsprechend dem Strömungsbegrenzungssignal verändert wird, wodurch die Effizienz der kombinierten Betätigung weiter verbessert wird.
Die die vorstehend genannte dritte und vierte Aufgabe betreffende Funktionsweise wird durch die Beaufschlagung der zweiten Druckmittel mit dem Differenzdruck über die verstellbare Hauptdrossel als Strömungsbegrenzungssignal erreicht. Anders ausgedrückt können die Ventilvorrichtung mit dem Strömungssteuerventil mit einem zentralen Bypass und die Ventilvorrichtung mit dem in Ruhelage geschlossenen Strömungssteuerventil mit der Druckausgleichsfunktion ausgestattet werden, ohne daß der Druckverlust gesteigert und der Aufbau vergrößert werden.
Hierbei werden durch Beaufschlagung der ersten Druckmittel mit einem Förderdruck der Hydraulikpumpe und einem maximalen Lastdruck und Aufbringen einer dem Differenzdruck zwischen dem Pumpenförderdruck und dem maximalen Lastdruck entsprechenden Hydraulikkraft auf den Führungssteuerschieber auf der Grundlage des vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung sämtliche der mehreren Wegeventile abhängig von dem vorstehend erwähnten Differenzdruck auf den gleichen Sollausgleichsdifferenzdruck eingestellt. Daher wird, wenn die Fördermenge der Hydraulikpumpe bei der kombinierten Betätigung, bei der mehrere Stellglieder gleichzeitig angetrieben werden, unzureichend ist, der Differenzdruck zwischen dem Pumpenförderdruck und dem maximalen Lastdruck verringert, um den Soll ausgleichsdifferenzdruck kleiner einzustellen. Dementsprechend wird eine ähnliche Funktionsweise wie die mit dem in der vorstehend genannten JP, A, 60-11706 beschriebenen hydraulischen Antriebssystem erzielbare erhalten, wodurch eine geeignete Ausführung der kombinierten Betätigung ermöglicht wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Querschnitt einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Schaltungsdiagramm der in Fig. 1 gezeigten hydraulischen Steuerventilvorrichtung;
Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Öffnungskennlinien einer in Fig. 1 dargestellten verstellbaren Ablaßdrossel, einer in Fig. 1 dargestellten verstellbaren Einlaßdosierdrossel und einer in Fig. 1 dargestellten verstellbaren Auslaßdosierdrossel zeigt;
Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Sitzventils in der in Fig. 1 dargestellten hydraulischen Steuerventilvorrichtung;
Fig. 5 ist ein Diagramm, das Öffnungskennlinien eines in Fig. 4 dargestellten Sitzventils und einer in Fig. 4 dargestellten verstellbaren Steuerdrossel zeigt;
Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Führungssteuerschieberventils in der in Fig. 1 dargestellten hydraulischen Steuerventilvorrichtung;
Fig. 7 ist ein Diagramm, das eine Öffnungskennlinie einer in Fig. 6 dargestellten verstellbaren Steuerdrossel zeigt;
Fig. 8 ist ein Querschnitt einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ist ein Schaltungsdiagramm eines primären Teils der in Fig. 8 dargestellten hydraulischen Steuerventilvorrichtung;
Fig. 10 ist ein Diagramm, das Öffnungskennlinien eines in Fig. 8 dargestellten Sitzventils und einer in Fig. 8 dargestellten verstellbaren Steuerdrossel zeigt;
Fig. 11 ist ein Querschnitt einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 ist ein Schaltungsdiagramm eines primären Teils der in Fig. 11 dargestellten hydraulischen Steuerventilvorrichtung;
Fig. 13 ist ein Querschnitt eines Führungssteuerschieberventilabschnitts einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ein Diagramm, das ein System zur Erzeugung eines Strömungsbegrenzungssignals zeigt;
Fig. 14 ist ein Diagramm, das einen exemplarischen Aufbau des Systems zur Erzeugung des Strömungsbegrenzungssignals gemäß der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform zeigt;
Fig. 15 ist ein Diagramm, das einen weiteren exemplarischen Aufbau des Systems zur Erzeugung des Strömungsbegrenzungssignals gemäß der in Fig 13 dargestellten Ausführungsform zeigt;
Fig. 16 ist ein Querschnitt einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 17 ist ein Schaltungsdiagramm der in Fig. 16 dargestellten hydraulischen Steuerventilvorrichtung;
Fig. 18 ist ein Querschnitt einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 19 ist ein Schaltungsdiagramm der in Fig. 18 dargestellten hydraulischen Steuerventilvorrichtung;
Fig. 20 ist eine vergrößerte Ansicht eines Führungssteuerschieberventils in der in Fig. 18 dargestellten hydraulischen Steuerventilvorrichtung;
Fig. 21 ist ein Querschnitt einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 22 ist ein Schaltungsdiagramm eines primären Teils der in Fig. 21 dargestellten hydraulischen Steuerventilvorrichtung;
Fig. 23 ist ein Querschnitt einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 24 ist ein Schaltungsdiagramm eines primären Teils der in Fig. 23 dargestellten hydraulischen Steuerventilvorrichtung;
Fig. 25 ist ein Querschnitt eines Führungssteuerschieberventilabschnitts einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ein Schaltungsdiagramm, das einen entsprechenden Schaltungsaufbau zeigt;
Fig. 26 ist ein Schaltungsdiagramm eines primären Teils der in Fig. 25 dargestellten hydraulischen Steuerventilvorrichtung;
Fig. 27 ist ein Querschnitt einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 28 ist ein Schaltungsdiagramm der in Fig. 27 dargestellten hydraulischen Steuerventilvorrichtung;
Fig. 29 ist ein Querschnitt einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 30 ist ein Schaltungsdiagramm der in Fig. 29 dargestellten hydraulischen Steuerventilvorrichtung;
Fig. 31 ist ein Querschnitt einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 32 ist ein Schaltungsdiagramm der in Fig. 31 dargestellten hydraulischen Steuerventilvorrichtung;
Fig. 33 ist ein Schaltungsdiagramm einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 34 ist ein Querschnitt einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 35 ist ein Schaltungsdiagramm der in Fig. 34 dargestellten hydraulischen Steuerventilvorrichtung; und
Fig. 36 ist eine vergrößerte Ansicht eines Führungssteuerschieberventils in der in Fig. 34 dargestellten hydraulischen Steuerventilvorrichtung.

BESTE METHODE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Unter diesen Ausführungsformen betreffen die erste bis neunte Ausführungsform Fälle, in denen die vorliegende Erfindung für eine Ventilvorrichtung mit einem Strömungssteuerventil mit einem zentralen Bypass angewendet wird, und die zehnte bis vierzehnte Ausführungsform betreffen Fälle, in denen die vorliegende Erfindung für eine Ventilvorrichtung mit einem in Ruhelage geschlossenen Strömungssteuerventil angewendet wird. Ebenso wird bei der ersten bis fünften Ausführungsform ein externes Signal als Strömungsbegrenzungssignal verwendet, mit dem die Steuerströmungssteuermittel beaufschlagt werden, wogegen bei der sechsten bis vierzehnten Ausführungsform ein Differenzdruck über eine verstellbare Hauptdrossel als Strömungsbegrenzungssignal zum Ausführen der Druckausgleichssteuerung verwendet wird.

Erste Ausführungsform

Zunächst wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie vorstehend erwähnt, sind die erste bis fünfte Ausführungsform derart aufgebaut, daß in einer Ventilvorrichtung mit einem Strömungssteuerventil mit einem zentralen Bypass ein externes Signal als Strömungsbegrenzungssignal verwendet wird.
In den Figuren 1 und 2 ist eine hydraulische Steuerventilvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform allgemein durch das Bezugszeichen 100 bezeichnet. Die hydraulische Steuerventilvorrichtung 100 weist, wie in Fig. 2 dargestellt, eine erste Wegeventilvorrichtung 100A zur Steuerung einer einem hydraulischen Stellglied 701 zugeführten Strömung des Hydraulikfluids, eine zweite Wegeventilvorrichtung 100B zur Steuerung einer einem hydraulischen Stellglied 702 zugeführten Strömung des Hydraulikfluids und eine dritte Wegeventilvorrichtung 100C zur Steuerung einer einem hydraulischen Stellglied 703 zugeführten Strömung des Hydraulikfluids auf.
Ebenso weist die hydraulische Steuerventilvorrichtung 100 ein für die erste bis dritte Wegeventilvorrichtung gemeinsam genutztes Gehäuse 1 und einen zu der ersten Wegeventilvorrichtung 100A gehörigen und einstückig an dem Gehäuse 1 angeordneten festen Block 2 auf. Die erste Wegeventilvorrichtung 100A umfaßt ein in das Gehäuse 1 eingebautes Hauptsteuerschieberventil 200A zur Bildung eines Strömungssteuerventils mit einem zentralen Bypass, ein in das Gehäuse 1 eingebautes Sitzventil 300 und ein in den festen Block 2 eingebautes Führungssteuerschieberventil 400 zur Bildung eines Steuerströmungssteuerventils.
Das Hauptsteuerschieberventil 200A, das Sitzventil 300 und das Führungssteuerschieberventil 400 sind wie folgt aufgebaut.
Eine Bohrung 3 ist derart ausgebildet, daß sie das Gehäuse 1 durchläuft, und ein Hauptsteuerschieber 4A des Hauptsteuerschieberventils 200A ist verschiebbar in der Bohrung 3 angeordnet. In dem Gehäuse sind auch ein Pumpenkanal 5 mit einem mit einer Hydraulikpumpe 700 verbundenen Pumpenanschluß 5a (siehe Fig. 2), Lastkanäle 6A, 6B mit mit dem hydraulischen Stellglied 702 (siehe Fig. 2) verbundenen Lastanschlüssen 6a, 6b und ein von dem Pumpenkanal 5 abzweigender Zufuhrkanal 7 ausgebildet, der mit den Lastkanälen 6A, 6B verbunden werden kann. Der Zufuhrkanal 7 weist einen mit dem Pumpenkanal 5 verbundenen Kanalabschnitt 7C, ein Paar an gegenüberliegenden Seiten des Kanalabschnitts 7C angeordnete Kanalabschnitte 7A, 7B und einen den Kanalabschnitt 7C mit den Kanalabschnitten 7A, 7B verbindenden kreisförmigen Kanalabschnitt 23 auf. Im folgenden werden die Kanalabschnitte 7A bis 7C und 23 jeweils einfach als Zufuhrkanäle bezeichnet.
In der Nähe der Mitte der Bohrung 3 sind ein mit dem Pumpenanschluß 5a verbundener kreisförmiger einlaßseitiger zentraler Bypasskanal 750 und mit einem auslaßseitigen zentralen Bypasskanal 751 verbundene kreisförmige auslaßseitige zentrale Bypasskanäle 751A, 751B ausgebildet (siehe Fig. 2). Zwischen dem einlaßseitigen zentralen Bypasskanal 750 und den auslaßseitigen zentralen Bypasskanälen 751A, 751B sind jeweils Gratabschnitte 752A, 752B ausgebildet. Die Bohrung 3 weist ebenso als Teile der Zufuhrkanäle 7A, 7B dienende kreisförmige Zufuhrkanäle 8A, 8B, als Teile der Lastkanäle 6A, 6B dienende kreisförmige Lastkanäle 9A, 9B und mit einem Reservoiranschluß 85 verbundene kreisförmige Auslaßkanäle 10A, 10B auf (siehe Fig. 2). Zwischen dem Zufuhrkanal 8A und dem Lastkanal 9A und zwischen dem Lastkanal 9A und dem Ablaßkanal 10A sind jeweils Grate 11A, 12A ausgebildet. Ferner sind jeweils zwischen dem Zufuhrkanal 8B und dem Lastkanal 9B und zwischen dem Lastkanal 9B und dem Auslaßkanal 108 Grate 11B, 12B ausgebildet. Der Reservoiranschluß 85 ist mit einem Reservoir 704 verbunden.
Der Hauptsteuerschieber 4A weist Kerben 753A, 753B und einen zylindrischen Abschnitt 755 auf. Die Kerbe 753 und der zylindrische Abschnitt 755 wirken mit den Graten 752A, 752B zusammen, um eine zwischen dem einlaßseitigen zentralen Bypasskanal 750 und den auslaßseitigen zentralen Bypasskanälen 751A, 751B angeordnete verstellbare Ablaßdrossel 754A zu bilden. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 754A wird abhängig von der Bewegungsstrecke des Hauptsteuerschiebers 4A (d.h. von dem Steuerschieberhub) gemäß Fig. 1 nach rechts aus einer vollständig geöffneten Position in eine vollständig geschlossene Position verändert, wie in Fig. 3 durch P - T dargestellt. Die Kerbe 753B und der zylindrische Abschnitt 755 wirken zur Bildung einer zwischen dem einlaßseitigen zentralen Bypasskanal 750 und den auslaßseitigen zentralen Bypasskanälen 751A, 751B angeordneten verstellbaren Ablaßdrossel 754 mit den Graten 752B, 752A zusammen. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 754B wird abhängig von der Bewegungsstrecke des Hauptsteuerschiebers 4A gemäß Fig. 1 nach links aus einer vollständig geöffneten Stellung in eine vollständig geschlossene Stellung bewegt, wie in Fig. 3 durch P - T dargestellt.
Der Hauptsteuerschieber 4A weist ferner Kerben 14A, 14B und Kerben 15A, 15AB auf. Die Kerbe 14A wirkt zur Bildung einer zwischen dem Zufuhrkanal 8A und dem Lastkanal 9A angeordneten verstellbaren Haupteinlaßdosierdrossel 16A mit dem Grat 11A zusammen. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 16A wird abhängig von der Bewegungsstrecke des Hauptsteuerschiebers 4A gemäß Fig. 1 nach rechts aus einer vollständig geschlossenen Stellung in eine vorgegebene maximale Stellung bewegt, wie in Fig. 3 durch P - A dargestellt. Die Kerbe 14B wirkt zur Bildung einer zwischen dem Zufuhrkanal 8B und dem Lastkanal 9B angeordneten verstellbaren Haupteinlaßdosierdrossel 16B mit dem Grat 11B zusammen. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 16B wird abhängig von der Bewegungsstrecke des Hauptsteuerschiebers 4A gemäß Fig. 1 nach links aus einer vollständig geschlossenen Stellung in eine vorgegebene maximale Stellung bewegt, wie in Fig. 3 durch P - A dargestellt. Ebenso wirkt die Kerbe 15B zur Bildung einer zwischen dem Lastkanal 9B und dem Ablaßkanal 10B angeordneten verstellbaren Hauptauslaßdosierdrossel 17B mit dem Grat 12B zusammen. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 17B wird abhängig von der Bewegungsstrecke des Hauptsteuerschiebers 4A gemäß Fig. 1 nach links aus einer vollständig geschlossenen Stellung in eine vorgegebene maximale Stellung bewegt, wie in Fig. 3 durch B - T dargestellt. Die Kerbe 15A wirkt zur Bildung einer zwischen dem Lastkanal 9A und dem Auslaßkanal 10A angeordneten verstellbaren Hauptauslaßdosierdrossel 17A mit dem Grat 12A zusammen. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 17A wird abhängig von der Bewegungsstrecke des Hauptsteuerschiebers 4A gemäß Fig. 1 nach rechts aus einer vollständig geschlossenen Stellung in eine vorgegebene maximale Stellung bewegt, wie in Fig. 3 durch B - T dargestellt.
In dem kreisförmigen Zufuhrkanal 23 ist an der Kreuzung zwischen dem Zufuhrkanal 7C und den Zufuhrkanälen 7A, 7B ein Ventilkörper (im folgenden als Sitzventilkörper bezeichnet) 20 des Sitzventils 300 angeordnet. Der Sitzventilkörper 20 ist verschiebbar in eine senkrecht zu der Bohrung 3 in dem Gehäuse 1 ausgebildete Bohrung 21 eingepaßt. Die Bohrung 21 weist, wie in Fig. 4 in vergrößertem Maßstab dargestellt, einen ebenfalls als Teil des Zufuhrkanals 7C dienenden Bohrungsabschnitt 21a, einen zu einer äußeren Wandfläche des Gehäuses 1 geöffneten Bohrungsabschnitt 21b mit einem größeren Durchmesser als der Bohrungsabschnitt 21a und einen neben dem Bohrungsabschnitt 21b angeordneten Bohrungsabschnitt 21c mit einem größeren Durchmesser als der Bohrungsabschnitt 21a auf, wobei der kreisförmige Zufuhrkanal 23 zwischen den Bohrungsabschnitten 21a und 21c angeordnet ist. Das offene Ende des Bohrungsabschnitts 21b wird zur Bildung einer von dem Bohrungsabschnitt 21b definierten Hydraulikkammer 24 von dem festen Block 2 geschlossen. In der Hydraulikkammer 24 ist eine Feder 25 zum Drücken des Sitzventilkörpers 20 in die Ventilschließrichtung angeordnet. Die Feder 25 ist zum Zwecke der Absorption von Vibrationen vorgesehen, und die auf den Sitzventilkörper 20 einwirkende Druckkraft der Feder 25 ist so gering, daß sie vernachlässigbar ist.
Der Sitzventilkörper 20 weist einen Sitzabschnitt 20a, der mit einer Kante zwischen dem Bohrungsabschnitt 21a und dem kreisförmigen Zufuhrkanal 23 in Kontakt treten und auf dieser sitzen kann, einen unter dem Sitzabschnitt 20a und in dem Bohrungsabschnitt 21a angeordneten Gleitabschnitt 20c und einen in den Bohrungsabschnitten 21b, 21c angeordneten Gleitabschnitt 20b auf. Entsprechend der vorstehend erläuterten Beziehung zwischen den Durchmessern des Bohrungsabschnitts 21a und des Bohrungsabschnitts 21c weist der Gleitabschnitt 20b einen größeren Durchmesser als der Gleitabschnitt 20c auf. Der Gleitabschnitt 20c weist, wie dargestellt, eine zylindrische Form mit einer in der Mitte ausgebildeten Ausnehmung 26 auf. Mehrere halbkreisförmige Kerben 27 sind derart ausgebildet, daß sie durch eine zylindrische Seitenwand des Gleitabschnitts 20c verlaufen und zur Bildung einer zwischen dem Zufuhrkanal 7C und dem Zufuhrkanal 23 angeordneten verstellbaren Hilfsdrossel 28 mit einem Sitzabschnitt des Gehäuses 1 zusammenwirken. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Hilfsdrossel 28 wird abhängig von der Bewegungsstrecke (dem Hub) des Sitzventilkörpers 20 aus einer vollständig geschlossenen Stellung in eine vorgegebene maximale Stellung bewegt, wie in Fig. 5 durch F - F dargestellt.
In einer äußeren Umfangsfläche des Gleitabschnitts 20b des Sitzventilkörpers 20 ist eine Steuerströmungsrille 31 derart ausgebildet, daß sie über im Inneren des Sitzventilkörpers ausgebildete Kanäle 29, 30 mit dem Zufuhrkanal 7C verbunden wird. Die Steuerströmungsrille 31 wirkt zur Bildung einer zwischen dem Zufuhrkanal 7C und der Hydraulikkammer 24 angeordneten verstellbaren Steuerdrossel 33 mit einem durch eine Stufe zwischen dem Bohrungsabschnitt 21c und dem Bohrungsabschnitt 21b gebildeten Grat 32 zusammen. Die verstellbare Steuerdrossel 33 ist an einer derartigen Position angeordnet, daß sie von dem Grat 32 vollständig geschlossen wird, wenn sich der Sitzventilkörper 20 in seiner vollständig geschlossenen Stellung befindet. Dann wird der Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 33 abhängig von der Bewegungsstrecke (dem Hub) des Sitzventilkörpers 20 aus einer vollständig geschlossenen Stellung in eine vorgegebene maximale Stellung bewegt, wie in Fig. 5 durch F - C dargestellt.
Erneut gemäß Fig. 1 weist der feste Block 2 einen mit der Hydraulikkammer 24 verbundenen Kanal 35 und einen über einen in dem Gehäuse 1 definierten Kanal 37 mit dem Zufuhrkanal 23 verbundenen Kanal 36 auf. Das Führungssteuerschieberventil 400 ist derart angeordnet, daß es sich zwischen den Kanälen 35 und 36 bewegt. Die Kanäle 35 bis 37, die Hydraulikkammer 24, die Kanäle 29, 30 und die Steuerströmungsrille 31 dienen gemeinsam dem Verbinden des Zufuhrkanals 7C mit den Zufuhrkanälen 23, 7A, 7B über die verstellbare Steuerdrossel 33 und bilden daher eine Steuerleitung zur Bestimmung des Ausmaßes der Bewegung des Sitzventilkörpers 20, d.h. des Sitzventilhubs, in Abhängigkeit von der durch dieses strömenden Strömungsmenge des Hydraulikfluids.
In dem festen Block 2 ist eine Bohrung 40 ausgebildet, wobei die Bohrung 40 an einem Ende einen Boden 40a (siehe Fig. 6) aufweist und am anderen Ende zu einer äußeren Oberfläche des festen Blocks geöffnet ist. Ein Steuerschieber 41 des Führungssteuerschieberventils 400 ist verschiebbar in die Bohrung 40 eingepaßt. Wie dargestellt, ist die Bohrung 40 parallel zu der Bohrung 3 des Hauptsteuerschieberventils 200A ausgebildet, und dementsprechend ist der Führungssteuerschieber 41 parallel zu dem Hauptsteuerschieber 4A angeordnet.
Die Bohrung 40 weist, wie in Fig. 6 in vergrößertem Maßstab dargestellt, in der Nähe ihrer Mitte einen kreisförmigen Einlaßkanal 42, zu dem der Kanal 35 geöffnet ist, und einen kreisförmigen Auslaßkanal 43 auf, zu dem der Kanal 36 geöffnet ist. Zwischen dem Einlaßkanal 42 und dem Auslaßkanal 43 ist ein kreisförmiger Grat 44 angeordnet. Der Einlaßkanal 42 und der Auslaßkanal 43 bilden auch einen Teil der vorstehend erwähnten Steuerleitung. Der Führungssteuerschieber 41 weist einen in der Nähe des Bohrungsbodens 40a ausgebildeten Steuerschieberabschnitt 41a, einen in der Nähe des offenen Endes der Bohrung 40 ausgebildeten Steuerschieberabschnitt 41b, einen in der Nähe des Grats 44 ausgebildeten Abschnitt 41c mit geringem Durchmesser und einen schrägen Abschnitt 41d auf, der den Abschnitt 41c mit geringem Durchmesser mit dem Steuerschieberabschnitt 41a verbindet. Der schräge Abschnitt 41d wirkt zur Bildung einer zwischen dem Einlaßkanal 42 und dem Auslaßkanal 43 angeordneten verstellbaren Steuerdrossel 45 mit dem Grat 44 zusammen. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 45 wird abhängig von dem Ausmaß der Bewegung (dem Hub) des Führungssteuerschiebers 41 von einer vorgegebenen minimalen Öffnung zu einer vorgegebenen maximalen Öffnung verändert, wie in Fig. 7 dargestellt.
Das offene Ende der Bohrung 40 wird durch eine Schraube 46 geschlossen. Zwischen der Schraube 46 und dem Führungssteuerschieber 41 ist eine Feder 47 angeordnet, deren entgegengesetzte Enden jeweils gegen den Führungssteuerschieber 41 bzw. die Schraube 46 drücken, um den Führungssteuerschieber 41 in die Ventilschließrichtung zu drücken. Die Schraube 46 ist in einer in einem offenen Endabschnitt der Bohrung 40 ausgebildeten Gewindebohrung 48 befestigt und dient dem Aufbringen einer vorgegebenen Kraft auf die Feder 47.
Zwischen dem Boden 40a der Bohrung 40 und dem Ende des Steuerschieberabschnitts 41a ist eine Druckaufnahmekammer 50 definiert, und von einem Hohlraum zwischen der Schraube 46 und dem Steuerschieberabschnitt 41b, in dem die Feder 47 angeordnet ist, wird eine Druckaufnahmekammer 51 definiert. Der feste Block 2 weist jeweils zu den Druckaufnahmekammern 50, 51 geöffnete Kanäle 800, 801 auf. Der Kanal 800 ist über eine Leitung 803 mit einem Wechselventil 802 zur Entnahme eines Steuerdrucks P2a bzw. P2b als Betätigungssignal für ein Hauptsteuerschieberventil 200B einer zweiten Wegeventilvorrichtung 100B verbunden, wodurch die Druckaufnahmekammer 50 mit dem Steuerdruck P2a bzw. P2b beaufschlagt wird, der in der Ventilschließung auf den Führungssteuerschieber 41 aufgebracht wird. Der Kanal 801 ist über eine Leitung 804 derart mit dem Reservoir 704 verbunden, daß die Druckaufnahmekammer 51 auf dem Reservoirdruck gehalten wird. Bei einer derartigen Anordnung steuert das Führungssteuerschieberventil 400 eine durch die Steuerleitung strömende Steuerströmungsmenge entsprechend dem Steuerdruck P2a bzw. P2b für das Hauptsteuerschieberventil 200B.
Erneut gemäß Fig. 1 ragen beide Enden des Hauptsteuerschiebers 4A aus den Endflächen des Gehäuses 15 Das Ende des Hauptsteuerschiebers 4A auf der gemäß Fig. 1 linken Seite ist in einer von einer Abdeckung 810, die an dem Gehäuse 1 befestigt ist, definierten Druckaufnahmekammer 811 angeordnet. Die Abdeckung 810 weist einen Kanal 812 zur Beaufschlagung der Druckaufnahmekammer 811 mit einem Steuerdruck P1a als Betätigungssignal für das Hauptsteuerschieberventil 200A auf. Das Ende des Hauptsteuerschiebers 4A auf der gemäß Fig. 1 rechten Seite ist über einen Stecker 76 mit einem Zentrierfedermechanismus 77 gekoppelt. Der Zentrierfedermechanismus 77 enthält, wie in Fachkreisen allgemein bekannt, eine Feder 78 und zwei Beilegscheiben 79, 80 zum Halten des Hauptsteuerschiebers 4A in seiner neutralen Stellung, wenn kein Steuerhebel betätigt wird. Der Zentrierfedermechanismus 77 ist in einer von einer Abdeckung 81, die an dem Gehäuse 1 angeordnet ist, definierten Druckaufnahmekammer 813 angeordnet. Die Abdeckung 81 weist einen Kanal 814 zur Beaufschlagung der Druckaufnahmekammer 813 mit einem Steuerdruck P1b als Betätigungssignal für das Hauptsteuerschieberventil 200A auf. Der Hauptsteuerschieber 4A wird gemäß Fig. 1 nach rechts bewegt, wenn die Druckaufnahmekammer 811 mit dem Steuerdruck P1a beaufschlagt wird, und er wird gemäß Fig. 1 nach links bewegt, wenn die Druckaufnahmekammer 813 mit dem Steuerdruck P1b beaufschlagt wird.
Gemäß Fig. 2 weisen die zweite und die dritte Wegeventilvorrichtung 100B, 100C jeweils den gleichen Aufbau wie das herkömmliche Strömungssteuerventil mit einem zentralen Bypass auf. Genauer enthält die zweite Wegeventilvorrichtung 100B zur Bildung eines Strömungssteuerventils ein Hauptsteuerschieberventil 200B und ein Lastrückschlagventil 770, die in das gemeinsame Gehäuse 1 eingebaut sind. Die dritte Wegeventilvorrichtung 100C enthält zur Bildung eines Strömungssteuerventils ein Hauptsteuerschieberventil 200C und ein Lastrückschlagventil 771, die in das gemeinsame Gehäuse 1 eingebaut sind.
Wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform enthält das Hauptsteuerschieberventil 200B einen verschiebbar in einer durch das Gehäuse 1 ausgebildeten Bohrung angeordneten Hauptsteuerschieber 4B. In bezug auf den Hauptsteuerschieber 4B sind Lastkanäle 773A, 773B, Zufuhrkanäle 774 (774A, 774B, 774C), verstellbare Haupteinlaßdosierdrosseln 775A, 775B, verstellbare Hauptauslaßdosierdrosseln 776A, 776B, etc. ausgebildet. Es sind auch ein einlaßseitiger zentraler Bypasskanal 777 und ein auslaßseitiger zentraler Bypasskanal 778, die jeweils mit dem Pumpenanschluß 5a und dem einlaßseitigen zentralen Bypasskanal 750 der ersten Wegeventilvorrichtung 100A in Reihe verbunden sind, und (nicht dargestellte) verstellbare Ablaßdrosseln ausgebildet. Der Zufuhrkanal 774 zweigt von dem Pumpenkanal 5 ab, und das Lastrückschlagventil 770 ist zwischen dem Zufuhrkanal 774C und den Zufuhrkanälen 774A, 774B angeordnet.
Wie bei dem vorstehend beschriebenen Hauptsteuerschieberventil 200B weist das Hauptsteuerschieberventil 200C einen verschiebbar in einer durch das Gehäuse 1 ausgebildeten Bohrung angeordneten Hauptsteuerschieber 4C auf. In bezug auf den Hauptsteuerschieber 4C sind Lastkanäle 783A, 783B, Zufuhrkanäle 784 (784A, 784B, 784C), verstellbare Haupteinlaßdosierdrosseln 785A, 785B, verstellbare Hauptauslaßdosierdrosseln 786A, 786B, etc. ausgebildet. Ebenso sind ein einlaßseitiger zentraler Bypasskanal 787 und ein auslaßseitiger zentraler Bypasskanal 788, die stromabseitig des auslaßseitigen zentralen Bypasskanals 751 der ersten Wegeventilvorrichtung 100A angeordnet und in Reihe mit diesem verbunden sind, und (nicht dargestellte) verstellbare Ablaßdrosseln ausgebildet. Der Zufuhrkanal 784 zweigt von dem Pumpenkanal 5 ab, und das Lastrückschlagventil 771 ist zwischen dem Zufuhrkanal 784C und den Zufuhrkanälen 784A, 784B angeordnet.
Der einlaßseitige zentrale Bypasskanal 750 und der auslaßseitige zentrale Bypasskanal 751, der einlaßseitige zentrale Bypasskanal 777 und der auslaßseitige zentrale Bypasskanal 778 sowie der einlaßseitige zentrale Bypasskanal 787 und der auslaßseitige zentrale Bypasskanal 788 bilden zusammen eine zentrale Bypassleitung. Der am weitesten stromabseitig gelegene zentrale Bypasskanal 788 ist über den Reservoiranschluß 85 mit dem Reservoir 704 verbunden.
Ferner enthalten gemäß Fig. 2 die erste und die dritte Wegeventilvorrichtung 100A, 100C jeweils Entlastungsventile 710A, 710B und 711A, 711B, um zu verhindern, daß die Lastdrücke der Stellglieder 702, 703 die eingestellten Werte übersteigen. Die Entlastungsventile 710A, 710B der ersten Wegeventilvorrichtung 100A sind in Fig. 1 nicht dargestellt.
Bei der wie vorstehend beschrieben aufgebauten hydraulischen Steuerventilvorrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform wird das Sitzventil 300 der ersten Wegeventilvorrichtung 100A auf der Grundlage der in der vorstehend genannten JP, A, 58-501781 beschriebenen Prinzipien betätigt. Insbesondere wird der Öffnungsbereich der in dem Sitzventilkörper 20 ausgebildeten Steuerströmungsrille 31 in bezug auf den Grat 32 (d.h. der Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 33) in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Bewegung (dem Hub) des Sitzventilkörpers 20 verändert. Das Ausmaß der Bewegung des Sitzventilkörpers 20 wird in Abhängigkeit von der durch die Steuerströmungsrille 31 (die verstellbare Steuerdrossel 33) strömenden Steuerströmungsmenge bestimmt. Ebenso wird die Steuerströmungsmenge durch den Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 45 des Führungssteuerschieberventils 400 bestimmt. Dadurch ist die von dem Zufuhrkanal 7C durch die verstellbare Hilfsdrossel 28 des Sitzventilkörpers 20 zu dem Zufuhrkanal 23 strömende Hauptströmungsmenge proportional zu der Steuerströmungsmenge und wird daher durch den Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 45 des Führungssteuerschieberventils 400 bestimmt.
Ferner wird der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 45 in dem Führungssteuerschieberventil 400 derart gesteuert, daß er entsprechend dem externen Signal, d.h. dem Steuerdruck P2a oder P2b als Strömungsbegrenzungssignal, verändert wird
Dementsprechend begrenzt das Sitzventil 300 in Kombination mit den Steuerleitungen 24, 29 bis 31 und 35 bis 37 und dem Führungssteuerschieberventil 400 die von dem Pumpenkanal 5 über den Zufuhrkanal 7 der verstellbaren Hauptdrossel 16A bzw. 16B zugeführte Strömungsmenge des Hydraulikfluids entsprechend dem Steuerdruck P2a bzw. P2b (d.h. dem Strömungsbegrenzungssignal), wodurch die zusätzliche Strömungssteue rungsfunktion ausgeführt wird, durch die die in jeden der beiden Lastkanäle 6A, 6B strömende Strömungsmenge des Hydraulikfluids zusätzlich gesteuert wird. Diese Funktion wird iin folgenden genauer beschrieben.
Wird zunächst davon ausgegangen, daß gemäß Fig. 4 der effektive Druckaufnahmebereich einer in dem Zufuhrkanal 7C angeordneten Endfläche des Gleitabschnitts 20c des Sitzventils 20 Ap, der effektive Druckaufnahmebereich eines in dem kreisförmigen Zufuhrkanal 23 angeordneten kreisförmigen Abschnitts des Sitzventils 20 Az, der effektive Druckaufnahmebereich einer in der Hydraulikkammer 24 angeordneten Endfläche des Gleitabschnitts 20b Ac, der Druck in dem Zufuhrkanal 7C (d.h. der Zufuhrdruck in dem Pumpenkanal 5) Pp, der Druck in dem Zufuhrkanal 23 Pz in der Druck in der Hydraulikkammer 24 Pc ist, gilt aufgrund des Ausgleichs unter den Druckaufnahmebereichen Ap, Az und Ac des Sitzventilkörpers 20
Ac = Az + Ap ... (1),
und aufgrund des Ausgleichs der auf den Sitzventilkörper 20 aufgebrachten Drücke gilt:
Ap Pp + Az Pz = Ac Pc ... (2)
Durch Einsetzen von Ap / Ac = K in die Gleichung (1) ergibt sich Az / Ac = 1 - K. Darauf wird die Gleichung (2) wie folgt neu formuliert:
Pc = K Pp + (1 - K) Pz ... (3)
Wird nun davon ausgegangen, daß die Breite der Steuerströmungsrille 31 konstant w beträgt, ist der Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 33 durch wx gegeben, wenn die Größe der Bewegung des Sitzventilkörpers 20 x ist. Wird davon äusgegangen, daß die Steuerströmungsmenge zu diesem Zeitpunkt qs ist, gilt die folgende Gleichung:
qs = C1 wx (Pp - Pc)1/2 * ... (4),
wobei C1 der Strömungsmengenfaktor der verstellbaren Steuerdrossel 33 ist.
Wird die Gleichung (3) in die Gleichung (4) eingesetzt, ergibt sich qs = C1 wx{(1 - K)(Pp - Pz)}1/2. Dementsprechend ist die Größe x der Bewegung des Sitzventilkörpers 20 durch:
x = (qs / C1 w) / {(1 - K) (Pp - Pz) }1/2 ... (5)
gegeben.
Aus der Gleichung (5) geht hervor, daß die Bewegungsgröße x durch qs bestimmt wird, wenn der Differenzdruck zwischen dem Druck Pp und dem Druck Pz konstant ist.
Wird ferner davon ausgegangen, daß der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 45 des Führungssteuerschieberventils 400 a ist, gilt, da die Steuerströmungsmenge qs durch den Öffnungsbereich a strömt, die folgende Gleichung:
qs = C2 a (Pp - Pz)1/2 ... (6)
wobei C2 der Strömungsmengenfaktor der verstellbaren Drossel 45 ist. Die Gleichung (6) wird in:
qs = C2 a {K * Pp + (1 - K) Pz - Pz}1/2 = C2 a K1/2 (Pp - Pz)1/2 ... (7)
abgeändert. Wird die Gleichung (7) in die Gleichung (5) eingesetzt, ergibt sich:
x = (C2 a / C1 w) {K / (1 - K) }1/2 = (C2 / C1 w) {K / (1 - K)}1/2 a ... (8)
Wie aus der Gleichung (8) ersichtlich, wird die Größe x der Bewegung des Sitzventilkörpers 20 entsprechend dem Öffnungsbereich a der verstellbaren Drossel 45 des in der Steuerleitung vorgesehenen Führungssteuerschieberventils 400 gesteuert.
Wird andererseits davon ausgegangen, daß die von dem Zufuhrkanal 7C durch die verstellbare Hilfsdrossel 28 am Gleitabschnitt 20c des Sitzventils 300 zum Zufuhrkanal 23 strömende Hauptströmungsmenge Qs ist und der Außendurchmesser des Gleitabschnitts 20c L beträgt und der Öffnungsbereich der verstellbaren Hilfsdrossel 28 am Gleitabschnitt 20c durch das Produkt des Außendurchmessers L und der Bewegungsgröße x gegeben ist, gilt die folgende Gleichung:
Qs = C3 L x (Pp - Pz)1/2 ... (9),
wobei C3 der Strömungsmengenfaktor der verstellbaren Drossel 28 ist. Wird die Gleichung (5) in die Gleichung (9) eingesetzt, ergibt sich:
Qs = {(C3 L / C1 w) / (1 - K)1/2} qs ... (10)
Ist hierbei α = (C3 L C1 w) / (1 - K)1/2 gegeben, wird die Gleichung (10) wie folgt abgeändert:
QS = α qs ... (11)
Es ist daher ersichtlich, daß die Hauptströmungsmenge Qs proportional zu der Steuerströmungsmenge qs ist. Dementsprechend wird die durch das Sitzventil 300 strömende Gesamtströmungsmenge Qv des Hydraulikfluids wie folgt ausgedrückt:
Qv = Qs + qs = (1 + α)qs ... (12)
Bei dem in Fig. 6 dargestellten Führungssteuerschieberventil 400 wird die vorab eingestellte Kraft der Feder 47 als Druckkraft in der Ventilöffnungsrichtung auf den Steuerschieber 41 aufgebracht, und die Druckaufnahmekammer 50 wird mit dem in der Ventilschließrichtung wirkenden Steuerdruck P2a oder P2b als Betätigungssignal für das Hauptsteuerschieberventil 200B der zweiten Wegeventilvorrichtung 100B beaufschlagt. Daher wird unter der Voraussetzung, daß der in einen Druck umgewandelte Wert der vorab eingestellten Kraft der Feder 47 F, der in einen Druck umgewandelte Wert der Federkonstanten der Feder 47 K, der Steuerdruck P2a bzw. P2b Pi und die Größe der Bewegung des Führungssteuerschiebers 41 in der Ventilschließrichtung X ist, der Ausgleich der auf den Führungssteuerschieber 41 einwirkenden Kräfte wie folgt ausgedrückt:
Pi = F + K X ... (13)
Daher wird die Größe X der Bewegung des Führungssteuerschiebers 41 durch den Steuerdruck Pi derart bestimmt, daß bei einem Anstieg des Steuerdrucks Pi die Größe X der Bewegung des Führungssteuerschiebers 41 gesteigert und der Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel verringert werden.
Dementsprechend kann die von dem Zufuhrkanal 7C zu dem Zufuhrkanal 23 strömende Strömungsmenge Qv des Hydraulikfluids entsprechend dem Steuerdruck P2a bzw. P2b gesteuert werden, da die Größe x der Bewegung des Sitzventilkörpers 20, wie vorstehend beschrieben, entsprechend dem Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 45 gesteuert wird. Anders ausgedrückt wird die jeder der beiden verstellbaren Hauptdrosseln 16A, 16B von dem Pumpenkanal 5 über den Zufuhrkanal 7 zugeführte Strömungsmenge des Hydraulikfluids durch das Sitzventil 300, die Steuerleitungen 24, 29 bis 31, 35 bis 37, etc. und das Führungssteuerschieberventil 400 entsprechend dem Steuerdruck P2a bzw. P2b (d.h. dem Strömungsbegrenzungssignal) begrenzt, wodurch die in jeden der beiden Lastkanäle 6A, 6B strömende Strömungsmenge des Hydraulikfluids zusätzlich gesteuert wird.
Zudem wird, wenn der Lastdruck den Zufuhrdruck bei einer Steigerung der Last übersteigt und das Hydraulikfluid zwangsläufig rückwärts zu strömen beginnt, auch der Druck in der Hydraulikkammer 24 gesteigert, wodurch der Sitzventilkörper 20 in die Ventilschließrichtung bewegt wird, worauf die verstellbare Hilfsdrossel 28 und ebenso die verstellbare Steuerdrossel 33 vollständig geschlossen werden. Dementsprechend wird ein Rückwärtsströmen des Hydraulikfluids von dem Zufuhrkanal 7A oder 7B zu dem Zufuhrkanal 7C verhindert, was bedeutet, daß das Sitzventil 300 die Lastrückschlagfunktion ausführt.
Bei dieser Ausführungsform ermöglicht, wie vorstehend beschrieben, die Kombination des Sitzventils 300 mit den Steuerleitungen 24, 29 bis 31 und 35 bis 37 sowie dem Führungssteuerschieberventil 400 das Ausführen sowohl der zusätzlichen Strömungssteuerungsfunktion als auch der Lastrückschlagfunktion durch die erste Wegeventilvorrichtung 100A. Dadurch werden die folgenden funktionalen Vorteile erzielt.
Erstens kann die nur dem relevanten Strömungssteuerventil zugeführte Strömungsmenge des Hydraulikfluids bei der kombinierten Betätigung, bei der mehrere Stellglieder gleichzeitig angetrieben werden, zusätzlich gesteuert werden, da die erste Wegeventilvorrichtung 100A die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion aufweist, wodurch die Effizienz der kombinierten Betätigung verbessert wird.
Insbesondere wird der Fall einer gleichzeitigen Betätigung eines Armzylinders 702, der einen geringen Lastdruck aufweist, und eines Schwenkmotors 701, der beim Startvorgang einen hohen Lastdruck aufweist, berücksichtigt, wobei davon ausgegangen wird, daß gemäß Fig. 2 die hydraulische Steuerventilvorrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform in einem hydraulischen Antriebssystem für einen hydraulischen Bagger verwendet wird, das hydraulische Stellglied 701 ein Schwenkmotor zum Drehen einer Schwenkeinrichtung und das hydraulische Stellglied 702 ein Armzylinder zum Anheben und Absenken eines Arms ist. Hierbei wird bei der gleichzeitigen parallelen Zufuhr des Hydraulikfluids von dem Pumpenanschluß 5a zu dem Hauptsteuerschieberventil 200A des Arms und dem Hauptsteuerschieberventil 200B der Schwenkeinrichtung durch die Hydraulikpumpe 700 das Führungssteuerschieberventil 400 der ersten Wegeventilvorrichtung 100A mit dem Steuerdruck P2a bzw. P2b für das Hauptsteuerschieberventil 200B der Schwenkeinrichtung als Strömungsbegrenzungssignal beaufschlagt, wodurch der Sitzventilkörper 20 durch das Sitzventil 300 entsprechend dem Steuerdruck P2a bzw. P2b in die Drosselrichtung bewegt wird. Dadurch wird die der verstellbaren Hauptdrossel 16A oder 16B zugeführte Strömungsmenge des Hydraulikfluids derart gesteuert, daß sie vermindert wird. Hierdurch steigt der Druck des dem Hauptsteuerschieberventil 200 der Schwenkeinrichtung zugeführten Hydraulikfluids derart an, daß dem Schwenkmotor 701 das Hydraulikfluid mit der erforderlichen Strömungsmenge zugeführt wird, wodurch die Ausführung einer ordnungsgemäßen kombinierten Betätigung entsprechend der Absicht des Bedieners ermöglicht wird.
Ferner ist das Sitzventil 300 an einer Position entlang des Zufuhrkanals 7 des Hauptsteuerschieberventils 200A eingebaut, an der bei der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik das Lastrückschlagventil angeordnet war. Daher arbeitet das Sitzventil 300 derart, daß es zusätzlich eine nur dem relevanten Hauptsteuerschieberventil 200A zugeführte Strömungsmenge des Hydraulikfluids steuert und die weiteren Hauptsteuerschieber 200B, 200C nicht beeinträchtigt. Dementsprechend kann beim gleichzeitigen Antrieb des Stellglieds 701 und des Stellglieds 703 die kombinierte Betätigung dieser beiden Stellglieder wie gewöhnlich ausgeführt werden. Das Vorsehen des Sitzventils 300 verursacht keine Einschränkungen der Anordnung der Steuerschieberventile, was zu dem Vorteil einer Steigerung des Grads der Freiheit bei der Konstruktion führt.
Zweitens enthält die erste Wegeventilvorrichtung 100A der hydraulischen Steuerventilvorrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform lediglich zwei Ventile, d.h. das Sitzventil 300 und das Hauptsteuerschieberventil 200A, in dem Zufuhrkanal 7 und den Lastkanälen 6A, 6B, die den Hauptkreislauf bilden, daher ist der beim Strömen des Hydraulikfluids durch den Hauptkreislauf erzeugte Druckverlust geringer als der bei der hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß dem Stand der Technik erzeugte, die drei Ventile, d.h. ein Strömungssteuerventil, ein Lastrückschlagventil und ein Druckausgleichsventil, in dem Hauptkreislauf enthält. Dadurch wird eine Betätigung des Stellglieds mit einem geringeren Energieverlust ermöglicht.
Drittens müssen bei der mit einem Druckausgleichsventil ausgestatteten hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß dem Stand der Technik eine Anzahl von Druckaufnahmekammern, Kanälen, etc. mit komplexen Aufbau in einem Ausgleichskolben des Druckausgleichsventils ausgebildet sein. Insbesondere ist es erforderlich, unabhängig von dem Pumpenkanal an beiden Enden des Ausgleichskolbens Druckaufnahmekammern zu erzeugen, um diese Kammern dadurch mit Einlaß- und Auslaßdrücken der verstellbaren Hauptdrossel zu beaufschlagen. Ebenso ist es erforderlich, zwei zusätzliche Druckaufnahmekammern zu erzeugen, wenn ein Sollausgleichsdifferenzdruck des Druckausgleichsventils variabel eingestellt ist. Es ist auch erforderlich, eine innere Bohrung zur Unterbringung eines Lastrückschlagventilkörpers für den Hauptkreislauf in dem Ausgleichskolben zu erzeugen. Bei dieser Art von Ventilvorrichtung gemäß dem Stand der Technik werden daher der Aufbau um den Ausgleichskolben und der Ausgleichskolben selbst im Vergleich zu einer weiteren Art von Ventilvorrichtung gemäß dem Stand der Technik vergrößert, die lediglich das Lastrückschlagventil enthält und keine Druckausgleichsfunktion erfüllt, wodurch der Ventilblock in der Axialrichtung des Ausgleichskolbens, d.h. in der zum Hauptsteuerschieber senkrechten Richtung, und damit der äußere Aufbau des Ventilblocks verlängert werden. Zudem wird die Herstellung des Ventilblocks komplizierter.
Bei dieser Ausführungsform ist anstelle des Lastrückschlagventils das Sitzventil 300 an der Position entlang des Zufuhrkanals 7 angeordnet, an der bei der hydraulischen Steuerventilvorrichtung gemäß dem Stand der Technik ohne Druckausgleichsfunktion das Lastrückschlagventil angeordnet war, und das Führungssteuerschieberventil 400 kann unter Verwendung des von dem Gehäuse 1 getrennt vorgesehenen festen Blocks 2 installiert werden, der zum Halten des Sitzventilkörpers 20 dient. Daher ist die Höhe L eines Abschnitts des Gehäuses 1, in dem das Sitzventil 300 angeordnet ist, derart gering, daß sie mit der Höhe eines Abschnitts des Gehäuses vergleichbar ist, in dem bei der Ventilvorrichtung gemäß dem Stand der Technik ohne Druckausgleichsfunktion das Lastrückschlagventil angeordnet ist (d.h. der Höhe eines Abschnitts des Gehäuses, in dem in der zweiten und der dritten Wegeventilvorrichtung 100B, 100C jeweils das Lastrückschlagventil 770, 771 angeordnet ist), was zu den geringeren Abmessungen des gesamten Gehäuses 1 führt. Ferner kann durch das Anordnen des Führungssteuerschiebers 41 parallel zu dem Hauptsteuerschieber 4A der feste Block 2 selbst ebenfalls verkleinert werden. Dementsprechend wird die Ventilvorrichtung insgesamt kompakt und weniger kostspielig, wobei der Grad der Freiheit der Konstruktion bei ihrer Montage an Baumaschinen gesteigert wird.
Viertens werden Gehäuse für Ventilvorrichtungen zur Verwendung in dieser Technik im allgemeinen aus Gußstücken hergestellt. Da der Aufbau des Gehäuses um die Bohrung 21, in die der Sitzventilkörper 20 verschiebbar eingepaßt ist, bei der Ventilvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform vereinfacht wird, kann der komplizierte Kernaufbau vereinfacht werden, und diese Ausführungsform ist unter diesem Gesichtspunkt kostengünstiger.
Überdies ist bei der Ventilvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform die Steuerströmungsrille 31 in der äußeren Umfangsfläche des verschiebbar in dem Gehäuse 1 untergebrachten Sitzventilkörpers 20 ausgebildet, wodurch die verstellbare Steuerdrossel 33 geschaffen wird, deren Öffnungsbereich abhängig von der Größe der Bewegung des Sitzventilkörpers 20 verändert wird. Die Position des Grats 32 in dem Gehäuse 1, die eine Strömungssteuerungscharakteristik der verstellbaren Steuerdrossel 33 bestimmt, ist, wie in Fig. 3 dargestellt, durch einen der Hydraulikkammer 24 gegenüberliegenden stufigen Abschnitt definiert, daher kann der Grat 32 leicht hergestellt werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß dieser Ausführungsform die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion mit hoher Steuergenauigkeit bei der mit dem Steuerschieberventil 200A als Strömungssteuerventil mit Steuerschieber ausgestatteten hydraulischen Steuerventilvorrichtung 100 erreicht werden. Ebenso wird der Druckverlust selbst durch das Schaffen der zusätzlichen Strömungssteuerungsfunktion nicht gesteigert, und das Stellglied kann mit einem geringeren Energieverlust angetrieben werden. Ferner ist es möglich, das Gehäuse kompakt zu gestalten, die Ventilvorrichtung leichter herzustellen und sie auf Baumaschinen zu montieren und die Herstellungskosten der Ventilvorrichtung zu verringern. Da durch die Verwendung eines Strömungssteuerventils mit zentralen Bypass die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion geschaffen wird, kann zudem bei der kombinierten Betätigung, bei der mehrere Stellglieder gleichzeitig angetrieben werden, die nur dem relevanten Strömungssteuerventil zugeführte Strömungsmenge des Hydraulikfluids zusätzlich gesteuert werden, wodurch die Effizienz der kombinierten Betätigung verbessert werden kann.

Zweite Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Figuren 8 bis 10 wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In diesen Figuren sind den in den Figuren 1 bis 7 dargestellten ähnliche Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Ausführungsform ist dazu gedacht, die Herstellung der verstellbaren Steuerdrossel weiter zu vereinfachen und das Sitzventil mit der Lastrückschlagfunktion auszustatten.
Gemäß den Figuren 8 und 9 enthält eine erste Wegeventilvorrichtung 101A einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung 101 gemäß dieser Ausführungsform ein Sitzventil 301, und anstelle des in Fig. 4 dargestellten Kanals 29 ist in dem Sitzventilkörper 20 des Sitzventils 301 ein Kanal 121 ausgebildet. Ein Rückschlagventil 122, das ein Strömen des Hydraulikfluids aus dem Zufuhrkanal 7C zur Hydraulikkammer 24 ermöglicht, sein Strömen in der umgekehrten Richtung jedoch blockiert, ist in dem Kanal 121 angeordnet. Ebenso ist die Positionsbeziehung einer in dem Sitzventilkörper 20 ausgebildeten Steuerströmungsrille 31A in Bezug auf den Grat 32 derart eingestellt, daß eine verstellbare Steuerdrossel 33A, wie in Fig. 10 durch F - C dargestellt, leicht geöffnet ist, wenn sich der Sitzventilkörper 20 in seiner geschlossenen Stellung befindet.
Bei der in den Figuren 1 bis 7 dargestellten ersten Ausführungsform wird, wie vorstehend beschrieben, wenn der Lastdruck den Zufuhrdruck übersteigt und das Hydraulikfluid zwangsläufig beginnt, rückwärts zu strömen, der Sitzventilkörper 20 in seine vollständig geschlossene Stellung bewegt, worauf die von der Steuerströmungsrille 31 gebildete verstellbare Steuerdrossel 33 ebenfalls vollständig geschlossen wird, wodurch dem Sitzventil 300 das Ausführen der Lastrückschlagfunktion ermöglicht wird. Wenn jedoch die verstellbare Steuerdrossel 33 nicht unverzüglich geöffnet wird, wenn der Sitzventilkörper 20 aus der vollständig geschlossenen Stellung in die Ventilöffnungsrichtung bewegt wird, wird die Steuerströmung unmittelbar nach dem Öffnen des Sitzventils instabil. Bei dem Aufbau gemäß der ersten Ausführungsform muß daher die Positionsbeziehung zwischen dem oberen Ende der Steuerströmungsrille und dem Grat 32 durch eine hoch präzise Bearbeitung gefertigt werden, damit die verstellbare Steuerdrossel 33 ebenfalls unverzüglich geöffnet wird, wenn der Sitzventilkörper 20 in die Ventilöffnungsrichtung bewegt wird.
Bei dieser Ausführungsform hingegen ist die Positionsbeziehung zwischen dem oberen Ende der Steuerströmungsrille 31A und dem Grat 32, wie vorstehend erläutert, derart eingestellt, daß die verstellbare Steuerdrossel 33A nicht vollständig geschlossen wird, wenn der Sitzventilkörper 20 in die geschlossene Stellung bewegt wird. Dementsprechend ist es möglich, eine stabile Steuerströmung zu erzeugen, die Genauigkeit der Strömungssteuerung zu verbessern und die verstellbare Steuerdrossel 33A leichter herzustellen.
Ferner wird bei dieser Ausführungsform jeder Austritt des Hydraulikfluids durch die Steuerleitung vollständig verhindert, da das Rückschlagventil 122 in dem Kanal 121 angeordnet ist, der im Inneren des Sitzventilkörpers 20 ausgebildet ist und als Teil der Steuerleitung dient, und die Lastrückschlagfunktion kann selbst bei dem Aufbau, bei dem die verstellbare Steuerdrossel 33A leicht geöffnet ist, wenn sich der Sitzventilkörper 20 in der geschlossenen Stellung befindet, mit einem hohen Grad an Flüssigkeitsdichtigkeit erzielt werden. Da das Rückschlagventil 122 in der Steuerleitung angeordnet ist, besteht nicht die Gefahr, daß das Anordnen des Rückschlagventils 122 den Druckverlust der aus dem Zufuhrkanal 7C zu dem Zufuhrkanal 7A bzw. 7B strömenden Haupt strömungsmenge steigern könnte.
Es wird darauf hingewiesen, daß das Rückschlagventil, obwohl es bei dieser Ausführungsform in dem Sitzventilkörper angeordnet ist, an jeder Position entlang der Steuerleitung angeordnet sein kann. Es kann beispielsweise an einer Kreuzung der Kanäle 36 und 37 zwischen dem festen Element 2 und dem Gehäuse 1 angeordnet sein.

Dritte Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Figuren 8 und 9 wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In diesen Figuren sind mit den in den Figuren 1, 2, 4, 6, 8 und 9 dargestellten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Ausführungsform ist dazu gedacht, zur selektiven Ausführung der zusätzlichen Strömungssteuerungsfunktion den Zufuhrdruck der Ventilvorrichtung selbst auf das Führungssteuerschieberventil aufzubringen.
Gemäß den Figuren 11 und 12 enthält eine erste Wegeventilvorrichtung 102A einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung 102 gemäß dieser Ausführungsform ein Führungssteuerschieberventil 401. Eine Druckaufnahmekammer 821, die sich in der Axialrichtung erstreckt und zu der Druckaufnahmekammer 51 geöffnet ist, ist zusätzlich in einem Führungssteuerschieber 820 des Führungssteuerschieberventils 401 ausgebildet, und ein Kolben 822, der an seinem einen Ende in Kontakt mit der Schraube 46 gehalten wird, ist auf der Seite von deren offenem Ende verschiebbar in die Druckaufnahmekammer 821 eingepaßt. Ebenso ist in dem Führungssteuerschieber 820 ein radialer Kanal 823 zur Verbindung der Druckaufnahmekammer 821 mit dem Auslaßkanal 43 derart ausgebildet, daß die Druckaufnahmekammer 821 über den Zufuhrkanal 23 und die Kanäle 36, 43, 823 mit dem Druck in dem Zufuhrkanal 7A bzw. 7B beaufschlagt wird, der dann in der Ventilöffnungsrichtung auf den Führungssteuerschieber 820 aufgebracht wird.
Bei der derart aufgebauten Ausführungsform arbeitet das Sitzventil 301 in Kombination mit dem Führungssteuerschieberventil 401 wie folgt.
Wird, wie bei der ersten Ausführungsform, davon ausgegangen, daß der in einen Druck umgewandelte Wert der vorab eingestellten Kraft der Feder 47 F, der in einen Druck umgewandelte Wert der Federkonstanten der Feder 47 K, der Steuerdruck P2a bzw. P2b der Schwenkeinrichtung Pi, die Größe der Bewegung des Führungssteuerschiebers 820 in der Ventilschließrichtung X und die Druckkraft aufgrund des Drucks in dem Zufuhrkanal 7A oder 7B, mit dem die Druckaufnahmekammer 821 beaufschlagt wird, Fz ist, wird der Ausgleich der auf den Führungssteuerschieber 820 einwirkenden Kräfte, ähnlich wie in der vorstehend aufgeführten Gleichung (13) für die erste Ausführungsform, wie folgt ausgedrückt:
Pi = F + K X + Fz ... (14)
Daher wird die Größe X der Bewegung des Führungssteuerschiebers 820 durch den Steuerdruck Pi und die Druckkraft Fz derart bestimmt, daß bei einem Anstieg des Steuerdrucks Pi die Größe X der Bewegung des Führungssteuerschiebers 41 gesteigert und der Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 45 verringert werden, wogegen der Führungssteuerschieber 820 bei einem Anstieg der Druckkraft Fz in die Ventilöffnungsrichtung bewegt wird, wodurch die Bewegungsgröße X verringert und der Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 45 gesteigert werden.
Dementsprechend wird bei der vorstehend beschriebenen exemplarischen kombinierten Betätigung, bei der der Schwenkmotor 701 und der Armzylinder 702 gleichzeitig angetrieben werden, der Führungssteuerschieber 820, wenn der Lastdruck des Armzylinders hoch ist, automatisch in die Ventilöffnungsrichtung bewegt, wodurch der Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 45 und damit die Größe x der Bewegung des Sitzventilkörpers 20 gesteigert werden, wodurch ein unnötiger Energieverlust bei der tatsächlichen Grabarbeit vermieden werden kann.
Dadurch kann gemäß dieser Ausführungsform die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion nur dann ausgeführt werden, wenn der Lastdruck des Stellglieds 702 niedrig ist, und daher kann eine zufriedenstellende kombinierte Betätigung gewährleistet werden, wobei ein unnötiger Energieverlust vermieden und die wirtschaftliche Effizienz verbessert werden.

Vierte Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Figuren 13 bis 15 wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In diesen Figuren sind mit den in den Figuren 1, 2, 4, 6, 8 und 9 dargestellten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Ausführungsform dient der Beaufschlagung des Führungssteuerschieberventils mit einem Steuersignal anstelle des Steuerdrucks für ein weiteres Strömungssteuerventil als Strömungsbegrenzungssignal
In Fig. 13 ist durch 500 eine Steuerpumpe mit einer Förderleitung 500a bezeichnet, mit der ein Entlastungsventil 501 zum Halten des Drucks in einer Steuerleitung 502 auf einem konstanten Druck verbunden ist. Die Steuerleitung 502 ist mit der primären Seite eines elektromagnetischen Proportionalreduzierventils 504 verbunden, und die sekundäre Seite des elektromagnetischen Proportionalreduzierventils 504 ist über eine Steuerleitung 505 mit dem Kanal 800 des Führungssteuerschieberventils 400 verbunden. Das elektromagnetische Proportionalreduzierventil 504 wird durch ein Steuersignal von einer Steuereinheit 506 derart gesteuert, daß es abhängig von dem Steuersignal einen Steuerdruck Pc erzeugt, wobei die Druckaufnahmekammer 50 über die Leitung 505 und den Kanal 800 mit dem Steuerdruck Pc als Strömungsbegrenzungssignal beaufschlagt wird. Die Steuereinheit 506 empfängt ein Einstellsignal von einer durch einen Bediener betätigbaren Einstellvorrichtung 507 und erzeugt entsprechend dem Einstellsignal das Steuersignal.
Der Aufbau der Steuereinheit 506 und der Einstellvorrichtung 507 ist in Fig. 14 dargestellt. Die Steuereinheit 506 umfaßt eine Eingangseinheit 506a, eine Arithmetikeinheit 506b, eine Dateneinheit 506c und eine Ausgangseinheit 506d. Die Einstellvorrichtung 507 weist einen Schalter 507a zur Bevorzugung der Schwenkeinrichtung und einen Schalter 507b zur Bevorzugung des Arms auf.
Bei der vorstehend beschriebenen exemplarischen kombinierten Betätigung, bei der der Schwenkmotor 701 und der Armzylinder 702 gleichzeitig angetrieben werden, schaltet der Bediener, wenn der Schwenkeinrichtung die Priorität zugewiesen werden soll, den Schalter 507a zur Bevorzugung der Schwenkeinrichtung ein, um ein Signal zur Bevorzugung der Schwenkeinrichtung als Einstellsignal an die Steuereinheit 506 auszugeben. Die Steuereinheit 506 empfängt das Signal zur Bevorzugung der Schwenkeinrichtung über die Eingangseinheit 506a, berechnet in der Arithmetikeinheit 506b auf der Grundlage des Signals zur Bevorzugung der Schwenkeinrichtung und der in der Dateneinheit 506c gespeicherten Daten eine Strömungssteuergröße und gibt ferner über die Ausgangseinheit 506d ein entsprechendes Steuersignal an das elektromagnetische Proportionalreduzierventil 504 aus. Das elektromagnetische Proportionalreduzierventil 504 wird durch das Steuersignal von der Steuereinheit 506 derart gesteuert, daß es einen entsprechenden Steuerdruck Pc erzeugt, mit dem die Druckaufnahmekammer 50 des Führungssteuerschieberventils 400 als Strömungsbegrenzungssignal beaufschlagt wird. Wie bei dem Steuerdruck Pi bei der ersten Ausführungsform steuert das Führungssteuerschieberventil 400 den Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 45 entsprechend dem Steuerdruck Pc, wodurch die Steuerströmungsmenge gesteuert wird. In diesem Fall wird als Reaktion auf das Signal zur Bevorzugung der Schwenkeinrichtung ein verhältnismäßig hoher Steuerdruck Pc erzeugt, so daß der Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 45 in einem verhältnismäßig hohen Ausmaß verringert wird. Dementsprechend wird das Sitzventil verhältnismäßig stark gedrosselt, und der Druck des dem Hauptsteuerschieberventil 200B der Schwenkeinrichtung zugeführten Hydraulikfluids wird verhältnismäßig stark gesteigert, wodurch die kombinierte Betätigung bei Bevorzugung der Schwenkeinrichtung mit einer verhältnismäßig hohen Schwenkgeschwindigkeit ausgeführt werden kann.
Soll dem Arm Priorität eingeräumt werden, schaltet der Bediener den Schalter 507b zur Bevorzugung des Arms ein, worauf, ähnlich wie im vorstehend beschriebenen Fall, ein Signal zur Bevorzugung des Arms an die Steuereinheit 506 ausgegeben wird, ein entsprechendes Steuersignal an das elektromagnetische Proportionalreduzierventil 504 ausgegeben wird, und ferner die Druckaufnahmekammer 50 des Führungssteuerschieberventils 400 mit einem entsprechenden Steuerdruck Pc beaufschlagt wird. Hierbei wird zur Verringerung des Öffnungsbereichs der verstellbaren Steuerdrossel 45 in einem verhältnismäßig geringen Ausmaß ein verhältnismäßig hoher Steuerdruck Pc erzeugt. Dementsprechend wird das Sitzventil verhältnismäßig weit geöffnet, und der Druck des dem Hauptsteuerschieberventil 200B der Schwenkeinrichtung zugeführten Hydraulikfluids wird ein wenig gesteigert, wodurch die kombinierte Betätigung bei einer Bevorzugung des Arms mit einer verhältnismäßig langsamen Schwenkgeschwindigkeit und einer verhältnismäßig hohen Armhebegeschwindigkeit ausgeführt werden kann.
Gemäß dieser Ausführungsform kann, wie vorstehend beschrieben, das Ausmaß der Bevorzugung der Schwenkeinrichtung bzw. des Arms im Ermessen des Bedieners eingestellt werden, wodurch die Effizienz der kombinierten Betätigung weiter verbessert wird.
Fig. 15 zeigt einen weiteren exemplarischen Aufbau eines Systems zur Erzeugung des Steuerdrucks. In Fig. 15 ist durch 510 eine Steuerventilvorrichtung zur Erzeugung des Steuerdrucks P2a bzw. P2b als Betätigungssignal für das Hauptsteuerschieberventil 200B der Schwenkeinrichtung bezeichnet. Die Ventilvorrichtung 510 enthält Führungsventile 510a, 510b zur Erzeugung der Steuerdrücke P2a, P2b in Abhängigkeit von jeweiligen Eingangsgrößen Ein Wechselventil 511 ist mit Steuerleitungen der Führungsventile 510a, 510b verbunden, und ein Drucksensor 512 ist mit einer Ausgangsleitung des Wechselventils 511 verbunden. Ein Signal, das den von dem Drucksensor 512 erfaßten Steuerdruck angibt, wird zusätzlich zu dem Einstellsignal von der Einstellvorrichtung 507 in die Steuereinheit 506 eingegeben. Die Steuereinheit 506 berechnet unter Verwendung der vorab in der Dateneinheit 506c gespeicherten Formel auf der Grundlage sowohl des Einstellsignals von der Einstellvorrichtung 507 als auch des Erfassungssignals des Steuerdrucks P2a bzw. P2b als Betätigungssignal für das Hauptsteuerschieberventil 200B der Schwenkeinrichtung eine Strömungssteuergröße, worauf die Ausgabe eines entsprechenden Steuersignals folgt. Bei diesem Steuersystem kann daher das Ausmaß der Bevorzugung der Schwenkeinrichtung oder des Arms entsprechend den Absichten des Bedieners und der Größe des Betätigungssignals für das Hauptsteuerschieberventil 200B der Schwenkeinrichtung eingestellt werden, wodurch die Effizienz der kombinierten Betätigung weiter verbessert wird.

Fünfte Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Figuren 16 und 17 wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In diesen Figuren sind mit den in den Figuren 1, 2, 4, 6, 8 und 9 dargestellten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Ausführungsform ist dazu gedacht, das Führungssteuerschieberventil mit der variablen Entlastungsfunktion auszustatten.
Gemäß den Figuren 16 und 17 enthält eine erste Wegeventilvorrichtung 103A einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung 103 gemäß dieser Ausführungsform ein Führungssteuerschieberventil 403. Eine Bohrung 840 in dem Führungssteuerschieberventil 403 weist zusätzlich einen kreisförmigen Kanal 841 zwischen der Druckaufnahmekammer 50 und dem Einlaßkanal 42 auf, und in dem festen Block 2 ist ein Kanal 842 ausgebildet, der zu dem kreisförmigen Kanal 841 geöffnet ist. In einem Führungssteuerschieber 843 ist zusätzlich eine Druckaufnahmekammer 844 ausgebildet, die sich in der Axialrichtung erstreckt und zu der Druckaufnahmekammer 51 geöffnet ist, und ein Kolben 845, dessen eines Ende mit der Schraube 46 in Kontakt gehalten wird, ist auf der Seite von deren offenem Ende verschiebbar in die Druckaufnahmekammer 844 eingepaßt. Ebenso ist in dem Führungssteuerschieber 843 ein radialer Kanal 846 zum Verbinden der Druckaufnahmekammer 841 mit dem Kanal 842 ausgebildet. Andererseits ist der Kanal 842 mit dem Pumpenanschluß 5 verbunden, wie in Fig. 17 dargestellt. Dementsprechend wird die Druckaufnahmekammer 844 über die Kanäle 842, 841, 846 mit dem Zufuhrdruck am Pumpenanschluß 5 beaufschlagt, der dann in der Ventilöffnungsrichtung auf den Führungssteuerschieber 843 aufgebracht wird.
Bei der derart aufgebauten Ausführungsformn arbeitet das Sitzventil 301 in Kombination mit dem Führungssteuerschieberventil 403 wie folgt.
Wird, wie bei der ersten Ausführungsform, davon ausgegangen, daß der in einen Druck umgewandelte Wert der vorab eingestellten Kraft der Feder 47 F, der in einen Druck umgewandelte Wert der Federkonstanten der Feder 47 K, der Steuerdruck P2a oder P2b der Schwenkeinrichtung Pi, die Größe der Bewegung des Führungssteuerschiebers 820 in der Ventilschließrichtung X und die Druckkraft aufgrund des Zufuhrdrucks an dem Pumpenanschluß 5, mit dem die Druckaufnahmekammer 844 beaufschlagt wird, Fp ist, wird der Ausgleich der auf den Führungssteuerschieber 843 einwirkenden Kräfte, ähnlich wie in der vorstehend aufgeführten Gleichung (3) für die erste Ausführungsform, wie folgt ausgedrückt:
Pi = F + K X + Fp ... (15)
Daher wird die Größe X der Bewegung des Führungssteuerschiebers 843 durch den Steuerdruck Pi und die Druckkraft Fp derart bestimmt, daß bei einem Anstieg des Steuerdrucks Pi die Größe X der Bewegung des Führungssteuerschiebers 41 gesteigert und der Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 45 verringert werden, wogegen bei einem Anstieg der Druckkraft Fp (d.h. des Pumpenanschlußdrucks) der Führungssteuerschieber 843 zur Verringerung der Bewegungsgröße X in die Ventilöffnungsrichtung bewegt und der Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 45 gesteigert wird.
Dementsprechend beginnt bei der vorstehend beschriebenen exemplarischen kombinierten Betätigung, bei der der Schwenkmotor 701 und der Armzylinder 702 gleichzeitig angetrieben werden, der Führungssteuerschieber, wenn der Druck des dem Hauptsteuerschieberventil 200B der Schwenkeinrichtung zugeführten Hydraulikfluids bei dem Vorgang der Drosselung des Sitzventils 301 gesteigert wird und der Pumpenanschlußdruck gesteigert wird, bis das Verhältnis zwischen dem Steuerdruck Pi der Schwenkeinrichtung und dem Pumpenanschlußdruck einem Verhältnis der Druckaufnahmebereiche der Druckaufnahmekammern 50 und 844 entspricht, sich in die Ventilöffnungsrichtung zu bewegen, um den Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 45 zu vergrößern, wodurch der Vorgang der Drosselung des Sitzventils 301 vermindert wird. Daher nimmt der Druck des dem Hauptsteuerschieberventil 200B der Schwenkeinrichtung zugeführten Hydraulikfluids einen Wert an, der dem Steuerdruck Pi der Schwenkeinrichtung entspricht, was bedeutet, daß der Antriebsdruck des Schwenkmotors 701 abhängig von dem Steuerdruck Pi eingestellt werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß dieser Ausführungsform der Antriebsdruck des Schwenkmotors 701 abhängig von dem Steuerdruck Pi der Schwenkeinrichtung eingestellt werden, wodurch die Effizienz der kombinierten Betätigung weiter verbessert wird.
Obwohl die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen derart angeordnet sind, daß durch die Kombination des Sitzventils und des Führungssteuerschieberventils eine der mehreren Wegeventilvorrichtungen derart vorgesehen ist, daß sie die hydraulische Steuerventilvorrichtung mit der zusätzlichen Strömungssteuerungsfunktion bildet, wird darauf hingewiesen, daß eine oder sämtliche der weiteren Wegeventilvorrichtungen ähnlich aufgebaut sein können, so daß sie die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion aufweisen. Dadurch wird es möglich, daß eine oder sämtliche der Wegeventilvorrichtungen verbesserte Strömungssteuerungseigenschaften aufweisen, wodurch ähnliche Vorteile erzielt werden.

Sechste Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Figuren 18 bis 20 wird eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die sechste bis neunte Ausführungsform sind dazu gedacht, durch die Verwendung eines Differenzdrucks über die verstellbare Hauptdrossel selbst als Strömungsbegrenzungssignal eine Druckausgleichssteuerung in einer Ventilvorrichtung mit einem Strömungssteuerventil mit einem zentralen Bypass zu implementieren. In diesen Figuren sind Elemente, die mit den in den Figuren 1, 2, 4 und 6 dargestellten identisch sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht beschrieben.
In den Figuren 18 und 19 ist eine hydraulische Steuerventilvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform allgemein durch das Bezugszeichen 105 bezeichnet. Die hydraulische Steuerventilvorrichtung 105 weist, wie in Fig. 19 dargestellt, eine erste Wegeventilvorrichtung 105A zur Steuerung einer dem hydraulischen Stellglied 701 zugeführten Strömung des Hydraulikfluids, eine zweite Wegeventilvorrichtung 105B zur Steuerung einer dem hydraulischen Stellglied 702 zugeführten Strömung des Hydraulikfluids und eine dritte Wegeventilvorrichtung 105C zur Steuerung einer dem hydraulischen Stellglied 703 zugeführten Strömung des Hydraulikfluids auf.
Ebenso weist die hydraulische Steuerventilvorrichtung 105 ein von der ersten bis dritten Wegeventilvorrichtung geteiltes Gehäuse 1 und einen zu der ersten Wegeventilvorrichtunig 105A gehörigen festen Block 2 auf, der einstückig an dem Gehäuse angeordnet ist. Die erste Wegeventilvorrichtung 105A enthält ein in das Gehäuse 1 eingebautes Hauptsteuerschieberventil 201A zur Bildung eines Strömungssteuerventils mit zentralem Bypass, ein in das Gehäuse 1 eingebautes Sitzventil 300 und ein in den festen Block 2 eingebautes Führungssteuerschieberventil 405 zur Bildung eines Steuerströmungssteuerventils auf.
Das Hauptsteuerschieberventil 201A entspricht dem Hauptsteuerschieberventil 200A gemäß der ersten Ausführungsform, außer daß das zuerst genannte manuell betätigt wird. Das Sitzventil 300 einschließlich der zugehörigen Steuerleitungen entspricht exakt dem Sitzventil 300 gemäß der ersten Ausführungsform.
Das Führungssteuerschieberventil 405 entspricht dem Führungssteuerschieberventil 400 gemäß der ersten Ausführungsform, außer daß ein Differenzdruck über jede der beiden verstellbaren Hauptdrosseln 16A, 16B als Strömungsbegrenzungssignal auf das zuerst genannte Ventil aufgebracht wird. Insbesondere weist ein Führungssteuerschieber 941, wie in Fig. 5 in vergrößertem Maßstab dargestellt, einen in der Nähe des Bodens 40a der Bohrung angeordneten Steuerschieberabschnitt 941a, einen in der Nähe des offenen Endes der Bohrung 40 angeordneten Steuerschieberabschnitt 941b, einen in der Nähe des Grats 44 angeordneten Abschnitt 941c mit geringem Durchmesser und einen schrägen Abschnitt 941d, der den Abschnitt 941c mit geringem Durchmesser mit dem Steuerschieberabschnitt 941a verbindet. Der schräge Abschnitt 941d wirkt zur Bildung der zwischen dem Einlaßkanal 42 und dem Auslaßkanal 43 angeordneten verstellbaren Steuerdrossel 45 mit dem Grat 44 zusammen. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 45 wird, wie in Fig. 7 dargestellt, abhängig von der Größe der Bewegung des Führungssteuerschiebers 941 von einer vorgegebenen minimalen Öffnung zu einer vorgegebenen maximalen Öffnung bewegt.
Die vorab eingestellte Kraft der zwischen der Schraube 46 und dem Führungssteuerschieber 941 angeordneten Feder 47 stellt einen Sollwert für den Differenzdruck über jede der verstellbaren Einlaßdosierdrosseln 16A, 16B des Hauptsteuerschieberventils 201A ein, d.h. einen Sollausgleichsdifferenzdruck, wie nachstehend beschrieben. Daher fungiert die Feder 47 als Einrichtung zum Einstellen des Sollausgleichsdifferenzdrucks.
In dem Führungssteuerschieber 841 sind Kanäle 52, 53 zum Verbinden des Auslaßkanals 43 mit der Druckaufnahmekammer 50 ausgebildet. Die Druckaufnahmekammer 50 wird über den Zufuhrkanal 23, die Kanäle 36, 37, den Auslaßkanal 43 und die Kanäle 52, 53 mit dem Druck in den Zufuhrkanälen 7A, 7B beaufschlagt, der dann in der Ventilschließrichtung auf den Führungssteuerschieber 941 aufgebracht wird. Ebenso sind in dem festen Block 2 ein zu der Druckaufnahmekammer 51 geöffneter Kanal 54 sowie Kanäle 57, 58 ausgebildet, die jeweils über in dem Gehäuse 1 ausgebildete Kanäle 55, 56 mit den Lastkanälen 6A, 6B in Verbindung stehen. Zwischen dem Kanal 54 und den Kanälen 57, 58 ist ein Wechselventil 59 zur Entnahme des höheren der Drücke in den Kanälen 57, 58 in den Kanal 54 angeordnet. Die Druckaufnahmekammer 51 wird über den Kanal 54 oder 56, den Kanal 57 oder 58, das Wechselventil 59 und den Kanal 54 mit dem höherem der Drücke in den Lastkanälen 6A, 6B beaufschlagt, der dann in der Ventilöffnungsrichtung auf den Führungssteuerschieber 941 aufgebracht wird. Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Druckaufnahmekammern 50, 51 steuert das Führungssteuerschieberventil 405 die durch die Steuerleitung, die von den Kanälen 29 bis 31, 35 bis 371 etc. gebildet wird, strömende Steuerströmungsmenge unter Verwendung des Differenzdrucks über jede der verstellbaren Hauptdrosseln 16A, 16B als Strömungsbegrenzungssignal.
Erneut gemäß Fig. 18 ragen beide Enden des Hauptsteuerschiebers 4A aus den Endflächen des Gehäuses 1. Das Ende des Hauptsteuerschiebers 4A auf der gemäß Fig. 18 linken Seite ist über einen Stecker 75 mit einem (nicht dargestellten) Steuerhebel gekoppelt, wogegen das Ende des Hauptsteuerschiebers 4A auf der gemäß Fig. 18 rechten Seite über den Stecker 76 mit dem Zentrierfedermechanismus 77 gekoppelt ist. Der Zentrierfedermechanismus 77 ist durch eine an dem Gehäuse 1 angeordnete Abdeckung 81 bedeckt.
Gemäß Fig. 19 weisen die zweite und die dritte Wegeventilvorrichtung 105B, 105C den gleichen Aufbau wie das Strömungssteuerventil mit einem zentralen Bypass gemäß dem Stand der Technik und ebenso die Wegeventilvorrichtungen 100B, 100C gemäß der ersten Ausführungsform auf, außer daß die Hauptsteuerschieberventile 201B, 201C der zuerst genannten manuell betätigt werden.
Bei der wie vorstehend beschrieben aufgebauten hydraulischen Steuerventilvorrichtung 105 gemäß dieser Ausführungsform wird das Sitzventil 300 der ersten Wegeventilvorrichtung 105A, wie bei der ersten Ausführungsform, auf der Grundlage der in der vorstehend erwähnten JP, A, 58-501781 beschriebenen Prinzipien betätigt. Insbesondere wird der Öffnungsbereich der in dem Sitzventilkörper 20 ausgebildeten Steuerströmungsrille 31 in bezug auf den Grat 32 (d.h. der Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 33) in Abhängigkeit von der Größe der Bewegung (dem Hub) des Sitzventilkörpers 20 verändert. Die Größe der Bewegung des Sitzventilkörpers 20 wird in Abhängigkeit von der durch die Steuerströmungsrille 31 (die verstellbare Steuerdrossel 33) strömenden Steuerströmungsmenge bestimmt. Ebenso wird die Steuerströmungsmenge durch den Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 45 des Führungssteuerschieberventils 405 bestimmt. Dadurch ist die von dem Zufuhrkanal 7C über die verstellbare Hilfsdrossel 28 des Sitzventilkörpers 20 zu dem Zufuhrkanal 23 strömende Hauptströmungsmenge proportional zu der Steuerströmungsmenge und wird daher durch den Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 45 des Führungssteuerschieberventils 405 bestimmt.
Ferner wird bei dem Führungssteuerschieberventil 405 der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 45 derart gesteuert, daß er entsprechend dem Differenzdruck über die verstellbare Hauptdrossel 16A oder 16B als Strömungsbegrenzungssignal verändert wird.
Dementsprechend begrenzt das Sitzventil 300 in Kombination mit den Steuerleitungen 24, 29 bis 31 und 35 bis 37 (siehe Fig. 4) und dem Führungssteuerschieberventil 405 die der verstellbaren Hauptdrossel 16A bzw. 16B von dem Pumpenkanal 5 über den Zufuhrkanal 7 zugeführte Strömungsmenge des Hydraulikfluids entsprechend dem Differenzdruck über die verstellbare Hauptdrossel 16A bzw. 16B (d.h. dem Strömungsbegrenzungssignal), wodurch die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion ausgeführt wird, wobei die in jeden der beiden Lastkanäle 6A, 6B strömende Strömungsmenge des Hydraulikfluids zusätzlich gesteuert wird. Diese Funktion wird im folgenden im einzelnen beschrieben.
Zunächst gelten für das Sitzventil die vorstehend aufgeführten Gleichungen (1) bis (12), wie im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben.
Dann wird in dem Führungssteuerschieberventil 405 die vorab eingestellte Kraft der Feder 47 als Mittel zur Einstellung des Sollausgleichsdifferenzdrucks als Druckkraft in der Ventilöffnungsrichtung auf den Führungssteuerschieber 941 aufgebracht, die Druckaufnahmekammer 50 wird mit Druck in dem Zufuhrkanal 7A oder 7B beaufschlagt, der in der Ventilschließrichtung wirkt, und ferner wird die Druckaufnahmekammer 51 mit dem Lastdruck in dem Lastkanal 6A oder 6B beaufschlagt, der in der Ventilöffnungsrichtung wirkt. Daher wird, wenn davon ausgegangen wird, daß der Lastdruck PL und der in einen Druck umgewandelte Wert der vorab eingestellten Kraft der Feder 47 F ist, und daß der Führungssteuerschieber 941 in den Druckaufnahmekammern 50, 51 den gleichen Druckaufnahmebereich aufweist, der Ausgleich der auf den Führungssteuerschieber 941 einwirkenden Kräfte wie folgt ausgedrückt:
PL + F = Pz ... (16),
da der Druck in dem Zufuhrkanal 7A bzw. 7B mit dem Druck Pz in dem Zufuhrkanal 23 des Sitzventils 300 übereinstimmt. Die Gleichung (16) wird wie folgt umgestellt:
Pz - PL = F ... (17)
Ferner weist, wenn nun davon ausgegangen wird, daß der von dem Hauptsteuerschieber 4A erzeugte Öffnungsbereich der verstellbaren Hauptdrossel 16A oder 16B A ist, die Strömungsmenge Qv, die durch das Sitzventil 300 geströmt ist, die durch die folgende Gleichung ausgedrückte Beziehung zu dem Differenzdruck über die verstellbare Hauptdrossel 16A oder 16B auf, wenn die Strömungsmenge Qv durch die verstellbare Hauptdros sel strömt:
Qv = C4 A (Pz - PL)1/2 ... (18)
Unter Verwendung der Gleichungen (12) und (17) wird die Gleichung (18) wie folgt abgeändert:
qs = C4 A / (1 + α) F1/2 ... (19)
Ebenso wird die Gleichung (18) unter Verwendung der Gleichung (17) wie folgt abgeändert:
Qv = C4 A F1/2 ... (20)
Die Gleichung (20) bedeutet, daß die durch die verstellbare Hauptdrossel 16A bzw. 16B des Hauptsteuerschieberventils 201A strömende Strömungsmenge (d.h. die dem Lastkanal 6A bzw. 6B von dem Pumpenkanal 5 zugeführte Strömungsmenge) unabhängig von dem Zufuhrdruck in dem Pumpenkanal 5 und dem Lastdruck in dem Lastkanal 6A bzw. 6B durch die vorab eingestellte Kraft F und den Öffnungsbereich A der verstellbaren Hauptdrossel 16A bzw. 16B bestimmt wird. Der Sollwert des Differenzdrucks Pz - PL über die verstellbare Hauptdrossel 16A oder 16B zu diesem Zeitpunkt wird als von der vorab eingestellten Kraft F bestimmter Wert eingestellt, wie aus der Gleichung (17) hervorgeht.
Dementsprechend führt das Sitzventil in Kombination mit den Steuerleitungen 24, 29 bis 31, 35 bis 37 (siehe Fig. 4) und dem Führungssteuerschieberventil 405 die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion der Begrenzung der der verstellbaren Hauptdrossel 16A bzw. 16B zugeführten Strömungsmenge des Hydraulikfluids entsprechend dem Differenzdruck über die verstellbare Hauptdrossel 16A bzw. 16B (d.h. dem Strömungsbegrenzungssignal) aus. Bei dieser Gelegenheit wird der Differenzdruck Pz - PL über die verstellbare Hauptdrossel 16A bzw. 16B derart einer Druckausgleichssteuerung unterzogen, daß er unabhängig von Schwankungen des Lastdrucks oder des Zufuhrdrucks auf dem durch die vorab eingestellte Kraft F der Feder 47 eingestellten Sollausgleichsdifferenzdruck gehalten wird.
Da die erste Wegeventilvorrichtung 105A der hydraulischen Steuerventilvorrichtung 105 gemäß dieser Ausführungsform die Druckausgleichsfunktion erfüllt, werden daher de Genauigkeit der Strömungssteuerung durch die erste Wegeventilvorrichtung 105A und ebenso die Bedienbarkeit beim Übergang von der alleinigen Betätigung zu der kombinierten Betätigung verbessert.
Insbesondere wird der Fall des Übergangs von der alleinigen Betätigung der Schwenkeinrichtung, bei der nur der Schwenkmotor 701 angetrieben wird, zur kombinierten Betätigung der Schwenkeinrichtung und des Anhebens des Auslegers behandelt, bei der der Schwenkmotor 701 und der Auslegerzylinder 702 gleichzeitig angetrieben werden, wobei davon ausgegangen wird, daß die hydraulische Steuerventilvorrichtung 105 gemäß dieser Ausführungsform gemäß Fig. 19 für ein Hydraulikkreislaufsystem für einen hydraulischen Bagger verwendet wird, das hydraulische Stellglied 701 ein Schwenkmotor zum Drehen einer Schwenkeinrichtung und das hydraulische Stellglied 702 ein Auslegerzylinder zum Anheben und Absenken eines Auslegers ist. Hierbei ist der Lastdruck des Schwenkmotors 701 bei der alleinigen Betätigung der Schwenkeinrichtung verhältnismäßig niedrig, und die Eingangsgröße für die Wegeventilvorrichtung 105A (d.h. die Größe der Bewegung des Hauptsteuerschiebers 4A) ist verhältnismäßig klein, daher wird der Schwenkmotor 701 mit einer feinen Drehzahl gedreht. Ist der Lastdruck des Auslegerzylinders 702 bei der kombinierten Betätigung höher als der Lastdruck des Schwenkmotors 701, strömt eine größere Menge des Hydraulikfluids in den Schwenkmotor 701, der ein Stellglied mit einem niedrigen Lastdruck ist, da die Zufuhrkanäle 7, 774 der Wegeventilvorrichtungen 105A, 105B für beide Stellglieder parallel verbunden sind. Würde hierbei die erste Wegeventilvorrichtung 105A keine Druckausgleichsfunktion erfüllen und die erste Wegeventilvorrichtung 105A den gleichen Aufbau wie die zweite Wegeventilvorrichtung 105B aufweisen, würde der Schwenkmotor 701 beim Eintreten der kombinierten Betätigung unerwartet beschleunigt. Ein derartiges Verhalten würde zu dem Zeitpunkt auftreten, zu dem die zweite Wegeventilvorrichtung 105B mit der Absicht betätigt würde, den Ausleger bei einer Kranarbeit anzuheben, bei der beim Schwenkvorgang eine Last aufgehängt ist. Daher würde die dem Schwenkmotor 701 zugeführte Strömungsmenge rasch gesteigert, wodurch eine abrupte Veränderung der Schwenkgeschwindigkeit verursacht würde, was zu einer sehr gefährlichen Situation führen könnte.
Da bei dieser Ausführungsform die erste Wegeventilvorrichtung 105A die Druckausgleichsfunktion erfüllt, wird die verstellbare Hauptdrossel 16A oder 16B strömende Strömungsmenge Qv unabhängig von dem Zufuhrdruck in dem Pumpenkanal 5 und dem Lastdruck in dem Lastkanal 6A oder 6B durch die vorab eingestellte Kraft F und den Öffnungsbereich A der verstellbaren Hauptdrossel 16A oder 16B bestimmt. Daher ist es möglich, die vorstehend erwähnte rasche Steigerung der dem Schwenkmotor 701 zugeführten Strömungsmenge und damit eine abrupte Anderung der Schwenkgeschwindigkeit zu verhindern, wodurch ein sicherer Übergang von der alleinigen Betätigung der Schwenkvorrichtung zu einer kombinierten Betätigung der Schwenkeinrichtung und eines Anhebens des Auslegers ermöglicht wird.
Ferner werden, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform die weiteren Merkmale erzielt, daß das Sitzventil 300 die Lastrückschlagfunktion erfüllt, die Höhe L des Gehäuses 1 nicht gesteigert wird und der Aufbau einfach ist.
Dementsprechend kann gemäß dieser Ausführungsform bei der mit dem Steuerschieberventil 201A als Strömungssteuerventil mit Steuerschieber ausgestatteten hydraulischen Steuerventilvorrichtung 105 die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion (Druckausgleichsfunktion) mit hoher Steuergenauig keit erzielt werden. Ebenso wird der Druckverlust selbst bei der Schaffung der zusätzlichen Strömungssteuerungsfunktion nicht gesteigert, und das Stellglied kann mit einem geringeren Energieverlust angetrieben werden. Ferner ist es möglich, das Gehäuse kompakt zu gestalten, die Ventilvorrichtung leichter an Baumaschinen zu montieren und herzustellen und die Herstellungskosten der Ventilvorrichtung zu verringern. Da durch die Verwendung eines Strömungssteuerventils mit einem zentralen Bypass die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion geschaffen wird, kann zudem die Genauigkeit der Strömungssteuerung verbessert werden, und die Bedienbarkeit beim Übergang von der alleinigen Betätigung zur kombinierten Betätigung kann ebenfalls verbessert werden.

Siebte Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Figuren 21 und 22 wird eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In diesen Figuren sind mit den in den Figuren 8, 9 und 18 bis 20 dargestellten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Ausführungsform zielt darauf ab, die sechste Ausführungsform auf die gleiche Weise wie die zweite Ausführungsform zu modifizieren. In einer ersten Wegeventilvorrichtung 106A einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung 106 ist in dem Sitzventilkörper 20 des Sitzventils 301 anstelle des in Fig. 18 dargestellten Kanals 29 ein Kanal 121 ausgebildet, und in dem Kanal 121 ist ein Rückschlagventil 122 ausgebildet, das dem Hydraulikfluid das Strömen aus dem Zufuhrkanal 7C zu der Hydraulikkammer 24 ermöglicht, sein Strömen in der umgekehrten Richtung jedoch blockiert. Ebenso ist die Positionsbeziehung einer in dem Sitzventilkörper 20 ausgebildeten Steuerströmungsrille 31A in bezug auf den Grat 32 derart eingestellt, daß eine verstellbare Steuerdrossel 33A, wie in Fig. 10 durch F - C dargestellt, leicht geöffnet ist, wenn sich der Sitzventilkörper 20 in seiner geschlossenen Stellung befindet. Es wird darauf hingewiesen, daß das Rückschlagventil in jeder Position entlang der Steuerleitung installiert werden kann.
Wie bei der zweiten Ausführungsform ist es gemäß dieser Ausführungsform möglich, eine stabile Steuerströmung zu erzeugen, die Genauigkeit der Strömungssteuerung zu verbessern und die verstellbare Steuerdrossel 33A leichter herzustellen. Ferner wird jegliches Austreten des Hydraulikfluids durch die Steuerleitung vollständig verhindert, und die Lastrückschlagfunktion kann mit einem hohen Grad an Flüssigkeitsdichtigkeit erzielt werden.

Achte Ausführungsform

Eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 23 und 24 beschrieben. In diesen Figuren sind mit den in den Figuren 18 bis 20 und 21 dargestellten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Ausführungsform zielt darauf ab, die vorab eingestellte Kraft der Feder in dem Führungssteuerschieberventil von außen einstellbar zu gestalten.
Gemäß den Figuren 23 und 24 enthält eine erste Wegeventilvorrichtung 107A einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung 107 gemäß dieser Ausführungsform ein Führungssteuerschieberventil 406. Eine Bohrung 40 des Führungssteuerschieberventils 406 wird an ihrem offenen Ende durch eine Einstellschraube 130 geschlossen, und die Einstellschraube 130 ist in einer in dem offenen Ende der Bohrung 40 ausgebildeten Gewindebohrung 48 befestigt. Ebenso weist die Einstellschraube 130 an ihrem Kopf einen einstückig ausgebildeten Betätigungsabschnitt 131 auf, in den zum Drehen des Schraubenkopfs ein Sechseckschlüssel eingeführt werden kann. Zwischen der Einstellschraube 130 und dem Führungssteuerschieber 941 ist, wie bei der sechsten Ausführungsform, eine Feder 47 angeordnet, deren entgegengesetzte Enden in Kontakt mit dem Führungssteuerschieber 941 und der Schraube 130 gehalten werden. Die vorab eingestellte Kraft der Feder wird als Druckkraft in der Ventilschließrichtung auf den Führungssteuerschieber 941 aufgebracht.
Bei dieser Ausführungsform verändert ein Drehen des Betätigungsabschnitts 131 die Tiefe, um die die Einstellschraube 130 in das Führungssteuerschieberventil eingeführt ist, und dementsprechend wird auch die vorab eingestellte Kraft der Feder 47 verändert. Wie vorstehend beschrieben, stellt die vorab eingestellte Kraft der Feder 47 den Sollwert des Differenzdrucks über jede der verstellbaren Hauptdrosseln 16A, 16B des Hauptsteuerschieberventils 201A (d.h. den Sollausgleichsdifferenzdruck) und damit die Druckausgleichscharakteristik des Sitzventils 301 ein, durch die die durch jede der verstellbaren Hauptdrosseln 16A, 16B strömende Strömungsmenge gesteuert wird. Daher wird durch Betätigen der Einstellschraube 130 der Sollausgleichsdifferenzdruck eingestellt, wodurch die Druckausgleichscharakteristik des Sitzventils 301 eingestellt wird, um ein Einstellen der Strömungscharakteristik der ersten Wegeventilvorrichtung 107A zu ermöglichen.
Dementsprechend können gemäß dieser Ausführungsform die optimale Druckausgleichschrarakteristik und Strömungscharakteristik in Abhängigkeit von der Art von durch das erste Wegeventil 100A anzutreibendern Stellglied, der Art von Last des Stellglieds, etc. eingestellt werden, wodurch die Bedienbarkeit weiter verbessert wird.

Neunte Ausführungsform

Eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 25 und 26 beschrieben. In diesen Figuren sind mit den in den Figuren 18 bis 20 und 21 dargestellten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Ausführungsform zielt darauf ab, anstelle der Feder Mittel zur Erzeugung einer hydraulischen Kraft als Einrichtung zum Einstellen eines Sollausgleichsdifferenzdrucks für das Führungssteuerschieberventil zu schaffen und einen Druck zu verändern, mit dem die Mittel zur Erzeugung der hydraulischen Kraft beaufschlagt werden, wodurch der Sollausgleichsdifferenzdruck einstellbar gehalten wird.
Gemäß den Figuren 25 und 26 enthält eine erste Wegeventilvorrichtung 108A einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung 108 gemäß dieser Ausführungsform ein wie folgt aufgebautes Führungssteuerschieberventil 407.
Der feste Block 2 weist eine darin ausgebildete Bohrung 140 auf, wobei die Bohrung 140 an einem Ende einen Boden 40a aufweist und an ihrem anderen Ende zu einer äußeren Oberfläche des festen Blocks geöffnet ist. Ein Steuerschieberventilkörper (der im folgenden als Führungssteuerschieber bezeichnet wird) 141 des Führungssteuerschieberventils 407 ist verschiebbar in die Bohrung 140 eingepaßt Wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist auch die Bohrung 140 parallel zu der Bohrung 3 des Hauptsteuerschieberventils 201A ausgebildet (siehe Fig. 1), und dementsprechend ist auch der Führungssteuerschieber 141 parallel zu dem Hauptsteuerschieber 4A angeordnet (siehe Fig. 18).
In der Bohrung 140 ist neben ihrem Boden 140a eine kreisförmige Druckaufnahmekammer 150 definiert. Die Bohrung 140 weist in der Nähe der Mitte auch einen kreisförmigen Einlaßkanal 142, zu dem der Kanal 35 geöffnet ist, einen kreisförmigen Auslaßkanal 143, zu dem der Kanal 36 geöffnet ist, und einen kreisförmigen Kanal 151 auf, zu dem der Kanal 54 geöffnet ist. Dadurch werden jeweils zwischen dem Einlaßkanal 142 und dem Auslaßkanal 143 sowie zwischen dem Auslaßkanal 143 und dem Kanal 151 kreisförmige Grate 144, 152 geschaffen. Ferner ist in der Bohrung 140 auf der Seite mit dem offenen Ende ein kreisförmiger Kanal 153 ausgebildet, und in einem offenen Endabschnitt der Bohrung 140 ist eine Gewindebohrung 148 ausgebildet. In der Gewindebohrung 148 ist eine Schraube 146 zum Schließen des offenen Endes der Bohrung 140 befestigt. Zwischen der Schraube 146 und dem Führungssteuerschieber 141 ist eine mit dem Kanal 153 verbundene Druckaufnahmekammer 154 definiert.
Der Führungssteuerschieber 141 weist einen in der Nähe des Bohrungsbodens 140a ausgebildeten Steuerschieberabschnitt 141a, einen in der Nähe des offenen Endes der Bohrung 140 ausgebildeten Steuerschieberabschnitt 141b, einen in der Nähe des Grats 144 angeordneten Abschnitt 141c mit geringem Durchmesser und einen den Abschnitt 141c mit geringem Durchmesser und den Steuerschieberabschnitt 141a verbindenden schrägen Abschnitt 141d auf. Der schräge Abschnitt 141d wirkt zur Bildung einer zwischen dem Einlaßkanal 142 und dem Auslaßkanal 143 angeordneten verstellbaren Steuerdrossel 145 mit dem Grat 144 zusammen, wobei der Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 145, wie in Fig. 7 dargestellt, in Abhängigkeit von der Größe der Bewegung des Führungssteuerschiebers 141 von einer vorgegebenen minimalen Öffnung zu einer vorgegebenen maximalen Öffnung verändert wird.
Im Inneren des Führungssteuerschiebers 141 sind eine Druckaufnahmekammer 155, die sich in der Axialrichtung erstreckt und zu dem Bohrungsboden 140a geöffnet ist und eine Druckaufnahmekammer 156 ausgebildet, die sich in der Axialrichtung erstreckt und zu der Druckaufnahmekammer 154 geöffnet ist. Ein an seinem einen Ende mit dem Bohrungsborden 141a in Kontakt gehaltener Kolben 157 wird auf der Seite von deren offenem Ende verschiebbar in die Druckaufnahmekammer 155 eingeführt, und ein an seinem einen Ende mit der Schraube 148 in Kontakt gehaltener Kolben 158 wird auf deren Seite mit dem offenen Ende verschiebbar in die Druckaufnahmekammer 156 eingeführt. Ebenso weist der Führungsschieber 141 einen radialen Kanal 159 zum Verbinden der Druckaufnahmekammer 155 mit dem Auslaßkanal 143 und einen radialen Kanal 160 zum Verbinden der Druckaufnahmekammer 156 mit dem Kanal 151 auf. Die Druckaufnahmekammer 155 wird über den Zufuhrkanal 23 und die Kanäle 36, 37 in dem Sitzventil, den Auslaßkanal 143 und den Kanal 159 mit dem Druck in dem Zufuhrkanal 7A oder 7B beaufschlagt, der dann in der Ventilschließrichtung auf den Führungssteuerschieber 141 aufgebracht wird. Die Druckaufnahmekammer 156 wird über die Kanäle 54 oder 56, den Kanal 57 oder 58, das Rückschlagventil 59 und den Kanal 54 mit dem höheren der Drücke in den Lastkanälen 6A, 6B beaufschlagt, der dann in der Ventilöffnungsrichtung auf den Führungssteuerschieber 141 aufgebracht wird. Die Druckaufnahmekammern 155, 156 sind derart eingestellt, daß sie den gleichen Innendurchmesser aufweisen, und die Kolben 157, 158 sind derart beschaffen, daß sie den gleichen Außendurchmesser aufweisen, so daß die Druckaufnahmebereiche der Druckaufnahmekammern 155, 156 und die Druckaufnahmebereiche der Kolben 157, 158 jeweils miteinander übereinstimmen.
Ferner sind in dem festen Block 2 ein Kanal 161 zum Einleiten von Hydraulikfluid mit konstantem Druck in die Druckaufnahmekammer 154 und ein Kanal 162 zum Einleiten von Hydraulikfluid mit veränderlichem Druck in die Druckaufnahmekammer 150 ausgebildet. Der konstante Druck, mit dem die Druckaufnahmekammer 154 beaufschlagt wird, wird in der Ventilöffnungsrichtung auf den Führungssteuerschieber 141 aufgebracht, und der Druck, mit dem die Druckaufnahmekammer 150 beaufschlagt wird, wird in der Ventilschließrichtung auf den Führungssteuerschi eber 141 aufgebracht.
Obwohl eine an einem Ende mit dem Führungssteuerschieber 141 und am anderen Ende mit der Schraube 146 in Kontakt gehaltene Feder 163 in der Druckaufnahmekammer 154 angeordnet ist, wird darauf hingewiesen, daß die Feder 163 zum Zwecke der Absorption von Schwingungen vorgesehen ist und daß eine auf den Führungssteuerschieber 141 einwirkende Druckkraft der Feder 163 derart gering ist, daß sie vernachlässigt werden kann.
Dementsprechend wirkt anstelle der vorab eingestellten Kraft der Feder 47 als Mittel zum Einstellen des Sollausgleichsdifferenzdrucks bei der in Fig. 18 dargestellten Ausführungsform die Differenz zwischen einer hydraulischen Kraft aufgrund des in der Ventilöffnungsrichtung wirkenden konstanten Drucks, mit dem die Druckaufnahmekammer 154 beaufschlagt wird, und einer hydraulischen Kraft aufgrund des veränderlichen Drucks, mit dem die Druckaufnahmekammer 150 beaufschlagt wird, als Druckkraft. Die Druckkraft ist durch Steuern des Drucks einstellbar, mit dem die Druckaufnahmekammer 150 beaufschlagt wird.
Eine exemplarische Anordnung zur Erzeugung des konstanten Drucks, mit dem die Druckaufnahmekammer 154 beaufschlagt wird, und des veränderlichen Drucks, mit dem die Druckaufnahmekammer 150 beaufschlagt wird, ist in Fig. 10 zusammen dargestellt. In Fig. 25 ist durch 500a eine Steuerpumpe mit einer Förderleitung 507 bezeichnet, mit der ein Entlastungsventil 501 verbunden ist, um den Druck in einer Steuerleitung 502 auf einem konstanten Druck Pi zu halten. Die Steuerleitung 502 ist über die Steuerleitung 503 mit dem Kanal 161 verbunden, so daß die Druckaufnahmekammer 154 mit dem konstanten Druck Pi beaufschlagt wird. Ebenso ist die Steuerleitung 502 mit der primären Seite eines elektromagnetischen Proportionalreduzierventils 504 verbunden, und die sekundäre Seite des elektromagnetischen Proportionalreduzierventils 504 ist über eine Steuerleitung 505 mit dem Kanal 162 verbunden. Das elektromagnetische Proportionalreduzierventil 504 wird durch ein Steuersignal von einer Steuereinheit 506A derart gesteuert, daß es in Abhängigkeit von dem Steuersignal einen veränderlichen Druck Pc erzeugt, wobei die Druckaufnahmekammer 150 mit dem veränderlichen Druck Pc beaufschlagt wird.
Bei der derart aufgebauten Ausführungsform arbeitet das Sitzventil (Fig. 26) in Kombination mit dem Führungssteuerschieberventil 407 wie folgt.
Wird davon ausgegangen, daß der Druck in dem Zufuhrkanal 7A oder 7B und der Lastdruck jeweils Pz, PL sind, wie bei der ersten Ausführungsform, und daß die Druckkraft aufgrund der Differenz zwischen dem konstanten Druck Pi, mit dem die Druckaufnahmekammer 154 beaufschlagt wird, und dem veränderlichen Druck Pc, mit dem die Druckaufnahmekammer 150 beaufschlagt wird, Fh ist, wird der Ausgleich der auf den Führungssteuerschieber 141 einwirkenden Kräfte, ähnlich wie bei der vorstehend aufgeführten Gleichung (16) für die erste Ausführungsform, wie folgt ausgedrückt.
PL + Fh = Pz ... (21)
Die Gleichung (21) wird wie folgt umgeschrieben:
Pz - PL = Fh ... (22)
Unter Verwendung der vorstehend aufgeführten Gleichung (12) und der Gleichung (22) wird die vorstehend aufgeführte Gleichung (18), die die Beziehung zwischen der durch die verstellbare Hauptdrossel 16A oder 16B strömenden Strömungsmenge und dem Differenzdruck über diese repräsentiert, wie folgt modifiziert:
qs = C4 A / (1 + α) Fh1/2 ... (23)
Ebenso wird unter Verwendung der Gleichung (22) die Gleichung (18) wie folgt modifiziert:
Qv = C4 A Fh1/2 ... (24)
Daher wird, ähnlich wie bei der sechsten Ausführungsform, die durch die verstellbare Hauptdrossel 16A oder 16B des Hauptsteuerschieberventils 201A strömende Strömungsmenge Qv unabhängig von dem Zufuhrdruck und dem Lastdruck durch die Druckkraft Fh und den Öffnungsbereich A der verstellbaren Hauptdrossel 16A bzw. 16B bestimmt. Der Differenzdruck Pz - PL über die verstellbare Hauptdrossel wird, wie aus der Gleichung (22) hervorgeht, zu diesem Zeitpunkt als durch die Druckkraft Fh bestimmter Wert eingestellt.
Dementsprechend fungiert bei dieser Ausführungsform das Sitzventil 301 auch als Einrichtung zur zusätzlichen Strömungssteuerung zur Begrenzung der der verstellbaren Hauptdrossel 16A bzw. 16B zugeführten Strömungsmenge des Hydraulikfluids, und bei dieser Gelegenheit wird der Differenzdruck Pz - PL über die verstellbare Hauptdrossel 16A bzw. 16B einer Druckausgleichssteuerung unterzogen, so daß er unabhängig von Anderungen des Lastdrucks oder des Zufuhrdrucks auf dem durch die Druckkraft Fh eingestellten Sollausgleichsdifferenzdruck gehalten wird. Daher kann das Sitzventil 301 sowohl die Druckausgleichsfunktion als auch die Lastrückschlagfunktion erfüllen.
Überdies ist bei dieser Ausführungsform die Druckkraft Fh durch Einstellen des Drucks Pc einstellbar, und der Druck Pc kann unter Verwendung der Steuereinheit 506A, des elektromagnetischen Proportionalreduzierventils 504, etc. leicht und mit guter Steuerbarkeit eingestellt werden. Dementsprechend sind eine feinere Einstellung des Sollausgleichsdifferenzdrucks und eine geeignetere Steuerung der durch die verstellbare Hauptdrossel 16A oder 16B des Hauptsteuerschieberventils 201A strömenden Strömungsmenge Qv möglich, wodurch die Bedienbarkeit der Stellglieder weiter verbessert wird.
Obwohl die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen derart aufgebaut sind, daß sie eine unter den mehreren Wegeventilvorrichtungen enthalten, die durch eine Kombination des Sitzventils und des Führungssteuerschieberventils die hydraulische Steuerventilvorrichtung mit er zusätzlichen Strömungssteuerungsfunktion bildet, wird darauf hingewiesen, daß eine weitere oder sämtliche der mehreren Wegeventilvorrichtungen ähnlich aufgebaut sein können, so daß sie die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion aufweisen. Dadurch wird es möglich, daß eine oder sämtliche der Wegeventilvorrichtungen verbesserte Strömungssteuerungscharakteristika aufweisen, wodurch ähnliche Vorteile erzielt werden.

Zehnte Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Figuren 27 und 28 wird eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, Die zehnte bis vierzehnte Ausführungsform zielen darauf ab, unter Verwendung eines Differenzdrucks über die verstellbare Hauptdrossel selbst als Strömungsbegrenzungssignal die Druckausgleichssteuerung bei einer Ventilvorrichtung zu implementieren, die mit einem in Ruhelage geschlossenen Strömungssteuerventil ausgestattet ist. In den Figuren sind mit den in den Figuren 1, 2, 4, 6 und 18 bis 20 dargestellten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden an dieser Stelle nicht beschrieben.
In den Figuren 27 und 28 ist eine hydraulische Steuerventilvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform allgemein durch das Bezugszeichen 110 bezeichnet. Die hydraulische Steuerventilvorrichtung 110 umfaßt, wie in Fig. 28 dargestellt, mehrere Wegeventilvorrichtungen einschließlich einer ersten und einer zweiten Wegeventilvorrichtung 110A, 110B. Die hydraulische Steuerventilvorrichtung 110 weist auch ein von den mehreren Wegeventilvorrichtungen gemeinsam genutztes Gehäuse 1 und einen zu jeder der mehreren Wegeventilvorrichtungen gehörigen und einstückig an dem Gehäuse 1 angeordneten festen Block 2 auf. Die erste Wegeventilvorrichtung 110A weist ein in das Gehäuse 1 eingebautes Hauptsteuerschieberventil 200 zur Bildung eines in Ruhelage geschlossenen Strömungssteuerventils, ein in das Gehäuse 1 eingebautes Sitzventil 300 und ein in den festen Block 2 eingebautes Führungssteuerschieberventil 405 zur Bildung eines Steuerströmungssteuerventils auf.
Das Hauptsteuerschieberventil 200 ist wie folgt aufgebaut. Es ist eine durch das Gehäuse 1 verlaufende Bohrung 3 ausgebildet, und ein Hauptsteuerschieber 4 des Hauptsteuerschieberventils 200 wird verschiebbar in die Bohrung 3 eingesetzt. In dem Gehäuse 1 sind auch ein Pumpenkanal 5 mit einem mit einer (nicht dargestellten) Hydraulikquelle verbundenen Pumpenkanal 5a (siehe Fig. 28), Lastkanäle 6A, 6B mit mit einem nicht dargestellten Stellglied verbundenen Lastanschlüssen 6a, 6b und ein von dem Pumpenkanal 5 abzweigender Zufuhrkanal 7 (7A, 7B, 7C) ausgebildet, der mit dem Lastkanälen 6A, 6B verbunden werden kann.
Die Bohrung 3 weist ebenso als Teile der Zufuhrkanäle 7A, 7B dienende kreisförmige Zufuhrkanäle 8A, 8B, als Teile der Lastkanäle 6A, 6B kreisförmige Lastkanäle 9A, 9B und mit einem Reservoiranschluß 85 (siehe Fig. 28) verbundene kreisförmige Ablaßkanäle 10A, 10B auf. Zwischen dem Zufuhrkanal 8A und dem Lastkanal 9A sowie zwischen dem Lastkanal 9A und dem Ablaßkanal 10A sind jeweils Grate 11A, 12A ausgebildet. Zwischen dem Zufuhrkanal 8B und dem Lastkanal 9B sowie zwischen dem Lastkanal 9B und dem Ablaßkanal 10B sind jeweils Grate 11B, 12B ausgebildet. Ferner weist die Bohrung 3 in der Nähe der Mitte einen Lasterfassungskanal 12 zur Erfassung des Lastdrucks auf, und das Gehäuse ist mit einem Lasterfassungsanschluß 13 zur Entnahme des in dem Lasterfassungskanal 12 erfaßten Lastdrucks nach außen ausgestattet.
In dem Hauptsteuerschieber 4 sind Kerben 14A, 14B und Kerben 15A, 15B ausgebildet. Die Kerbe 14A wirkt zur Bildung einer zwischen dem Zufuhrkanal 8A und dem Lastkanal 9A angeordneten verstellbaren Einlaßdosierdrossel 16A mit dem Grat 11A zusammen. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 16A wird abhängig von der Größe der Bewegung des Hauptsteuerschiebers 4 gemäß Fig. 27 nach rechts von einer vollständig geschlossenen Stellung zu einer vorgegebenen maximalen Stellung verändert. Die Kerbe 14B wirkt zur Bildung einer zwischen dem Zufuhrkanal 8B und dem Lastkanal 9B angeordneten verstellbaren Einlaßdosierdrossel 16B mit dem Grat 11B zusammen. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 16B wird abhängig von der Größe der Bewegung des Hauptsteuerschiebers 4 gemäß Fig. 27 nach links von einer vollständig geschlossenen Stellung zu einer vorgegebenen maximalen Stellung verändert. Ebenso wirkt die Kerbe 15B zur Bildung einer zwischen dem Lastkanal 9B und dem Ablaßkanal 10B angeordneten verstellbaren Auslaßdosierdrossel 17B mit dem Grat 12B zusammen. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 17B wird abhängig von der Größe der Bewegung des Hauptsteuerschiebers 4 gemäß Fig. 27 nach links von einer vollständig geschlossenen Stellung zu einer vorgegebenen maximalen Stellung verändert. Die Kerbe 15A wirkt zur Bildung einer zwischen dem Lastkanal 9A und dem Ablaßkanal 10A angeordneten verstellbaren Auslaßdosierdrossel 17A mit dem Grat 12A zusammen. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 17A wird abhängig von der Größe der Bewegung des Hauptsteuerschiebers 4 gemäß Fig. 27 nach rechts von einer vollständig geschlossenen Stellung zu einer vorgegebenen maximalen Stellung verändert.
Das Sitzventil 300 stimmt mit dem Sitzventil 300 gemäß der ersten Ausführungsform überein. Das Führungssteuerschieberventil 405 und die zugehörigen Steuerleitungen stimmen mit dem Führungssteuerschieberventil 405 und den zugehörigen Steuerleitungen gemäß der sechsten Ausführungsform überein.
Ebenso weisen die zweite Wegeventilvorrichtung 110B und die weiteren Wegeventilvorrichtungen den gleichen Aufbau wie die erste Wegeventilvorrichtung 110A auf.
Bei der wie vorstehend beschrieben aufgebauten hydraulischen Steuerventilvorrichtung 110 gemäß dieser Ausführungsform gelten für das Sitzventil 300, ähnlich wie bei der sechsten Ausführungsform, die vorstehend aufgeführten, im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschriebenen Gleichungen (1) bis (12) und die vorstehend aufgeführten, im Zusammenhang mit der sechsten Ausführungsform beschriebenen Gleichungen (16) bis (20). Insbesondere wird bei dem Sitzventil 300 der ersten Wegeventilvorrichtung 110A der Öffnungsbereich der in dem Sitzventilkörper 20 ausgebildeten Steuerströmungsrille 31 in bezug auf den Grat 32 (d.h. der Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel 33) in Abhängigkeit von der Größe der Bewegung (dem Hub) des Sitzventilkörpers 20 verändert. Die Größe der Bewegung des Sitzventilkörpers 20 wird in Abhängigkeit von der durch die Steuerströmungsrille 31 (die verstellbare Steuerdrossel 33) strömenden Steuerströmungsmenge bestimmt. Ebenso wird die Steuerströmungsmenge durch den Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 45 des Führungssteuerschieberventils 405 bestimmt. Dadurch ist die von dem Zufuhrkanal 7C durch die verstellbare Hilfsdrossel 28 des Sitzventilkörpers 20 zu dem Zufuhrkanal 23 strömende Hauptströmungsmenge proportional zu der Steuerströmungsmenge und wird daher durch den Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 45 des Führungssteuerschieberventils 405 bestimmt.
Ferner wird bei dem Führungssteuerschieberventil 405 der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 45 derart gesteuert, daß er entsprechend dem Differenzdruck über die verstellbare Hauptdrossel 16A oder 16B als Strömungsbegrenzungssignal verändert wird.
Dementsprechend begrenzt das Sitzventil 300 in Kombination mit den Steuerleitungen 24, 29 bis 31 und 35 bis 37 (siehe Fig. 4) und dem Führungssteuerschieberventil 405 die entsprechend dem Differenzdruck über die verstellbare Hauptdrossel 16A bzw. 16B (d.h. dem Strömungsbegrenzungssignal) von dem Pumpenkanal 5 über den Zufuhrkanal 7 zu der verstellbaren Hauptdrossel 16A bzw. 16B zugeführte Strömungsmenge des Hydraulikfluids, wodurch die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion ausgeführt wird, durch die die in jeden der beiden Lastkanäle 6A, 6B strömende Strömungsmenge des Hydraulikfluids zusätzlich gesteuert wird.
Ferner werden, ähnlich wie bei der ersten und sechsten Ausführungsform, die Merkmale erzielt, daß das Sitzventil 300 die Lastrückschlagfunktion aufweist, die Höhe des Gehäuses 1 nicht gesteigert wird und der Aufbau einfach ist.
Dementsprechend kann gemäß dieser Ausführungsform die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion (Druckausgleichsfunktion) mit hoher Steuergenauigkeit bei der mit dem Steuerschieberventil 200 als in Ruhelage geschlossenem Strömungssteuerventil mit Steuerschieber ausgestatteten hydraulischen Steuerventilvorrichtung 110 erzielt werden. Ebenso wird der Druckverlust selbst beim Schaffen der Druckausgleichsfunktion und der Lastrückschlagfunktion nicht gesteigert, und das Stellglied kann mit einem geringeren Energieverlust angetrieben werden. Ferner ist es möglich, das Gehäuse kompakt zu gestalten, die Ventilvorrichtung leichter an Baumaschinen zu montieren und herzustellen und die Herstellungskosten der Ventilvorrichtung zu verringern.

Elfte Ausführungsform

Eine elfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 29 und 30 beschrieben. In diesen Figuren sind mit den in den Figuren 8, 9, 27 und 28 dargestellten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Ausführungsform zielt darauf ab, die zehnte Ausführungsform auf eine ähnliche Weise wie die zweite Ausführungsform derart zu modifizieren, daß in einer ersten Wegeventilvorrichtung 111A einer hydraulischen Ventilvorrichtung 111 ein Rückschlagventil 122 in einem Kanal 121 des Sitzventils 301 angeordnet ist. Ebenso ist die Positionsbeziehung einer in dem Sitzventilkörper 20 ausgebildeten Steuerströmungsrille 31A in bezug auf den Grat 32 derart eingestellt, daß eine verstellbare Steuerdrossel 33A , wie in Fig. 10 durch F - C dargestellt, leicht geöffnet ist, wenn sich der Sitzventilkörper 20 in seiner geschlossenen Stellung befindet. Es wird darauf hingewiesen, daß das Rückschlagventil an jeder Position entlang der Steuerleitung installiert werden kann. Wie bei der zweiten Ausführungsform ist es bei dieser Ausführungsform möglich, eine stabile Steuerströmung zu erzeugen, die Genauigkeit der Strömungssteuerung zu verbessern und die verstellbare Steuerdrossel 33A leichter zu fertigen. Ferner wird jedes Austreten des Hydraulikfluids durch die Steuerleitung vollständig verhindert, und die Lastrückschlagfunktion kann mit einem hohen Grad an Flüssigkeitsdichtigkeit erzielt werden.

Zwölfte Ausführungsform

Eine zwölfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 31 und 32 beschrieben.
In diesen Figuren sind mit den in den Figuren 23, 24, 27, 28 und 29 dargestellten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Ausführungsform zielt darauf ab, die zehnte Ausführungsform auf eine ähnliche Weise wie die achte Ausführungsform derart zu modifizieren, daß in einem Führungssteuerschieberventil 406 einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung 112 das offene Ende der Bohrung 40 durch eine Einstellschraube 130 geschlossen wird und ein Betätigungsabschnitt 131 am Kopf der Einstelischraube 130 vorgesehen ist.
Wie bei der achten Ausführungsform können gemäß dieser Ausführungsform die optimale Druckausgleichschrarakteristik und Strömungscharakteristik in Abhängigkeit von der Art von durch die hydraulische Steuerventilvorrichtung 112 anzutreibendem Stellglied, der Art von Last des Stellglieds, etc. eingestellt werden, wodurch die Bedienbarkeit verbessert wird

Dreizehnte Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf Fig. 33 wird eine dreizehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dieser Figur sind mit den in den Figuren 25, 26, 27, 28 und 29 dargestellten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Ausführungsform zielt darauf ab, die zehnte Ausführungsform auf eine ähnliche Weise wie die neunte Ausführungsform derart zu modifizieren, daß anstelle der Feder als Einrichtung zum Einstellen eines Sollausgleichsdifferenzdrucks für das Führungssteuerschieberventil eine Einrichtung zur Erzeugung einer hydraulischen Kraft vorgesehen ist und ein auf die Einrichtung zur Erzeugung einer hydraulischen Kraft aufgebrachter Druck verändert wird, um den Sollausgleichsdifferenzdruck einstellbar zu halten.
Insbesondere enthält gemäß Fig. 33 eine Wegeventilvorrichtung 113A einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung 113 gemäß dieser Ausführungsform ein Führungssteuerschieberventil 407, das den gleichen Aufbau wie das Führungssteuerschieberventil 407 gemäß der neunten Ausführungsform aufweist.
Ebenso sind zur Erzeugung des konstanten Drucks, mit dem die Druckaufnahmekammer 154 beaufschlagt wird, und des veränderlichen Drucks, mit dem die Druckaufnahmekammer 150 beaufschlagt wird, ähnlich wie bei der neunten Ausführungsform die Steuerpumpe 500, das elektromagnetische Proportionalreduzierventil 504 und die in Fig. 25 dargestellte Steuereinrichtung 506A vorgesehen.
Gemäß dieser Ausführungsform gelten die vorstehend aufgeführten Gleichungen (21) bis (24) wie bei der neunten Ausführungsform, wobei dies zu einem ähnlichen Vorteil wie bei der neunten Ausführungsform führt.
Dementsprechend fungiert bei dieser Ausführungsform das Sitzventil 301 auch als Einrichtung zusätzlichen Strömungssteuerung zur Begrenzung der der verstellbaren Hauptdrossel 16A oder 16B zugeführten Strömungsmenge des Hydraulikfluids, und bei dieser Gelegenheit führt das Sitzventil 301 gleichzeitig eine Druckausgleichsfunktion aus, so daß der Differenzdruck Pz - PL über die verstellbare Hauptdrossel 16A oder 16B unabhängig von Anderungen des Lastdrucks oder des Zufuhrdrucks auf dem durch die Druckkraft Fh festgelegten Sollausgleichsdifferenzdruck gehalten wird. Daher kann das Sitzventil 301 sowohl mit der Druckausgleichsfunktion als auch mit der Lastrückschlagfunktion ausgestattet werden
Überdies ist bei dieser Ausführungsform die Druckkraft Fh der Feder durch Einstellen des Drucks Pc einstellbar, und der Druck Pc kann unter Verwendung der Steuereinheit 506, des elektromagnetischen Proportionalreduzierventils 504, etc leicht und mit guter Steuerbarkeit eingestellt werden. Dementsprechend sind eine feinere Einstellung des Sollausgleichsdifferenzdrucks und eine geeignetere Steuerung der durch die verstellbare Hauptdrossel 16A oder 16B des Hauptsteuerschieberventils 200 strömenden Strömungsmenge Qv möglich, wodurch die Bedienbarkeit weiter verbessert wird.

Vierzehnte Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Figuren 34 bis 36 wird eine vierzehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In diesen Figuren sind mit den in den Figuren 27, 28 und 29 dargestellten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Ausführungsform zielt darauf ab, als Einrichtung zum Einstellen des Sollausgleichsdifferenzdrucks für das Führungssteuerschieberventil eine Einrichtung zum Aufbringen einer Druckkraft auf der Grundlage eines Differenzdrucks zwischen dem Pumpenförderdruck und dem maximalen Lastdruck vorzusehen.
Gemäß den Figuren 34 und 35 enthält eine hydraulische Steuerventilvorrichtung 114 gemäß dieser Ausführungsform eine erste Wegeventilvorrichtung 114A und eine zweite Wegeventilvorrichtung 114B. Die erste Wegeventilvorrichtung 114A besteht aus einer Kombination eines Hauptsteuerschieberventils 204, eines Sitzventils 301 und eines Führungssteuerschieberventils 408.
Insbesondere ist gemäß Fig. 34 eine Bohrung 220 derart ausgebildet, daß sie durch das Gehäuse 1 verläuft, und ein Hauptsteuerschieber 221 des Hauptsteuerschieberventils 204 ist verschiebbar in die Bohrung 220 eingesetzt. In dem Gehäuse 1 sind auch Lastkanäle 6A, 6B mit mit einem nicht dargestellten Stellglied verbundenen Lastanschlüssen 6a, 6b, ein Pumpenkanal 5 mit einem Pumpenanschluß 5a und ein von dem Pumpenkanal 5 abzweigender Zufuhrkanal 7 (7A, 7B, 7C) ausgebildet, der mit den Lastkanälen 6A, 6B verbunden werden kann.
Ahnlich wie bei der in Fig. 27 dargestellten Ausführungsform sind in der Bohrung 220 auch kreisförmige Zufuhrkanäle 8A, 8B, kreisförmige Lastkanäle 9A, 9B und kreisförmige Ablaßkanäle 10A, 10B ausgebildet, wobei zwischen diesen Kanälen jeweils Grate 11A, 12A und 11B, 12B ausgebildet sind. Ferner weist die Bohrung 220 an ihrem mittleren Abschnitt einen als Pumpenkanal 5 dienenden kreisförmigen Kanal auf, wobei der Pumpenanschluß 5a des Pumpenkanals 5 mit einer Hydraulikpumpe 600 verbunden ist (siehe Fig. 35).
Der Hauptsteuerschieber 221 weist Kerben 224A, 224B und Kerben 225A, 225B auf. Die Kerbe 224A wirkt zur Bildung einer zwischen dem Zufuhrkanal 8A und dem Lastkanal 9A angeordneten verstellbaren Einlaßdosierdrossel 16A mit dem Grat 11A zusammen. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 16A wird abhängig von der Größe der Bewegung des Hauptsteuerschiebers 221 gemäß Fig. 34 nach rechts von einer vollständig geschlossenen Stellung zu einer vorgegebenen maximalen Stellung verändert. Die Kerbe 224B wirkt zur Bildung einer zwischen dem Zufuhrkanal 8B und dem Lastkanal 9B angeordneten verstellbaren Einlaßdosierdrossel 16B mit dem Grat 11B zusammen. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 16B wird abhängig von der Größe der Bewegung des Hauptsteuerschiebers 221 gemäß Fig. 34 nach links von einer vollständig geschlossenen Stellung zu einer vorgegebenen maximalen Stellung verändert. Ebenso wirkt die Kerbe 225B zur Bildung einer zwischen dem Lastkanal 9B und dem Ablaßkanal 10B angeordneten verstellbaren Auslaßdosierdrossel 17B mit dem Grat 12B zusammen. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 17B wird abhängig von der Größe der Bewegung des Hauptsteuerschiebers 221 gemäß Fig. 34 nach rechts von einer vollständig geschlossenen Stellung zu einer vorgegebenen maximalen Stellung verändert. Die Kerbe 225A wirkt zur Bildung einer zwischen dem Lastkanal 9A und dem Ablaßkanal 10A angeordneten verstellbaren Auslaßdosierdrossel 17A mit dem Grat 12A zusammen. Der Öffnungsbereich der verstellbaren Drossel 17A wird abhängig von der Größe der Bewegung des Hauptsteuerschiebers 221 gemäß Fig. 34 nach rechts von einer vollständig geschlossenen Stellung zu einer vorgegebenen maximalen Stellung verändert.
An der Kreuzung zwischen dem Zufuhrkanal 7C und den Zufuhrkanälen 7A, 7B ist ein Ventilkörper (der im folgenden ebenfalls als Sitzventilkörper bezeichnet wird) 20 des Sitzventils 301 angeordnet. Das Sitzventil 301 weist den gleichen Aufbau wie das in Fig. 29 dargestellte Sitzventil gemäß der zweiten Ausführungsform auf und wird an dieser Stelle nicht beschrieben.
Zudem weisen die Grate 11A, 11B kreisförmige Lasterfassungskammern 230A, 230B zur Erfassung des Lastdrucks auf, und in dem Gehäuse 1 sind mit den Lasterfassungskammern 230A, 230B verbundene Lasterfassungskanäle 231A, 231B ausgebildet. Die Lasterfassungskammer 230A ist an einer derartigen Position vorgesehen, daß es möglich ist, den Lastdruck in dem Lastkanal 9A zu entnehmen, wenn der Hauptsteuerschieber 221 gemäß Fig. 34 nach rechts bewegt wird, und die Lasterfassungskammer 230B ist an einer derartigen Position vorgesehen, daß es möglich ist, den Lastdruck in dem Lastkanal 9B zu entnehmen, wenn der Hauptsteuerschieber 221 gemäß Fig. 34 nach links bewegt wird. Überdies sind in dem Hauptsteuerschieber 221 Kanäle 232A, 233A, 234A derart ausgebildet, daß die Lasterfassungskammer 230A und der Lasterfassungskanal 231A, wenn der Hauptsteuerschieber 221 in seine neutrale Stellung zurückbewegt wird, über die Kanäle 232A, 233A, 234A mit dem Ablaßkanal 10A verbunden werden, um den erfaßten Lastdruck auf den Reservoirdruck zu reduzieren. Für die Lasterfassungskammer 230B und den Lasterfassungskanal 231B sind ähnliche Kanäle in dem Hauptsteuerschieber 221 vorgesehen. Durch eine derartige Verminderung des erfaßten Lastdrucks bei der neutralen Stellung des Hauptsteuerschiebers 221 ist es möglich, einen unnötigen Anstieg des Förderdrucks der Hydraulikpumpe im neutralen Zustand zu verhindern, wenn die Ventilvorrichtung in einem hydraulischen Antriebssystem mit Lasterfassung verwendet wird.
Andererseits ist in den festen Block 2 ein Führungssteuerschieberventil 408 eingebaut. Der Aufbau des Führungssteuerschieberventils 408 ähnelt dem der Ausführungsformen gemäß den Figuren 25 und 33 und ist in Fig. 36 in vergrößertem Maßstab dargestellt. In Fig. 36 sind mit den in Fig. 25 dargestellten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Gemäß Fig. 36 ist in dem festen Block 2 eine Bohrung 240 ausgebildet, und ein Steuerschieber (der im folgenden als Führungssteuerschieber bezeichnet wird) 141 des Führungssteuerschieberventus 208 ist verschiebbar in die Bohrung 240 eingepaßt
Wie bei der in Fig. 25 dargestellten Ausführungsform weist die Bohrung 140 eine kreisförmige Druckaufnahmekammer 150, einen kreisförmigen Einlaßkanal 142, einen kreisförmigen Auslaßkanal 143, einen kreisförmigen Kanal 151, einen kreisförmigen Kanal 153 und eine Gewindebohrung 148 auf. In der Gewindebohrung 148 ist eine Schraube 146 zum Schließen des offenen Endes der Bohrung 140 befestigt. Zwischen der Schraube 146 und dem Führungssteuerschieber 141 ist eine mit dem Kanal 153 verbundene Druckaufnahmekammer 154 definiert, wobei in der Druckaufnahmekammer 154 eine schwache Feder 163 zum Verhindern von Vibrationen vorgesehen ist. Zwischen dem Einlaßkanal 142 und dem Auslaßkanal 143 ist ein Grat 144 ausgebildet, und zwischen dem Grat 144 und einem schrägen Abschnitt 141d des Führungssteuerschiebers 141 ist eine verstellbare Steuerdrossel 145 ausgebildet. Ferner ist zwischen der Druckaufnahmekammer 150 und dem Einlaßkanal 142 ein weiterer kreisförmiger Kanal 239 ausgebildet.
In dem Führungssteuerschieber 141 sind Druckaufnahmekammern 240, 241 ausgebildet, die sich in der Axialrichtung erstrecken und in denen auf der Seite ihres offenen Endes verschiebbar in sie eingesetzte Kolben 157, 158 untergebracht sind.
Der feste Block 2 weist einen Kanal 251, der die Druckaufnahmekammer 150 über einen in dem Gehäuse 1 ausgebildeten Kanal 250 mit den Zufuhrkanälen 7A, 7B verbindet, und einen Kanal 252 auf, der den Kanal 153 mit den Lasterfassungskanälen 231A, 231B verbindet. Dadurch wird die Druckaufnahmekammer 150 über die Kanäle 250, 251 mit dem Druck in dem Zufuhrkanal 7A oder 7B beaufschlagt, der dann in der Ventilschließrichtung auf den Führungssteuerschieber 141 aufgebracht wird. Die Druckaufnahmekammer 154 wird über die Lasterfassungskammern 230A, 23B, die Kanäle 231A, 231B, den Kanal 252 und den Kanal 153 mit dem Druck in dem Lastkanal 6A oder 6B beaufschlagt, der dann in der Ventilöffnungsrichtung auf den Führungssteuerschieber 141 aufgebracht wird.
In dem festen Block 2 sind auch Kanäle 253, 254, die den Kanal 151 mit dem Pumpenkanal 5 verbinden, ein mit den Lasterfassungskanälen 231A, 231B verbundener Kanal 255, mit ähnlichen Lasterfassungskanälen für ein weiteres, nicht dargestelltes Wegeventil verbundene Kanäle 256, 257 und die mit dem Kanal 239 verbundenen Kanäle 258, 259, 260 ausgebildet. Zwischen dem Kanal 260 und den Kanälen 255, 256 ist ein Wechselventil 261 zur Entnahme des höheren der Drücke in den Kanälen 255, 256 in den Kanal 260 angeordnet. Die Druckaufnahmekammer 241 wird über die Kanäle 253, 254 und die Kanäle 151, 243 mit dem Zufuhrdruck des Pumpenanschlusses, d.h. dem Förderdruck der Hydraulikpumpe, beaufschlagt, der dann in der Ventilöffnungsrichtung auf den Führungssteuerschieber 141 aufgebracht wird. Ebenso wird die Druckaufnahmekammer 240 über die Kanäle 255, 256, 257, das Wechselventil 261, die Kanäle 258, 259, 260 und die Kanäle 239, 242 mit dem maximalen Lastdruck der mehreren Stellgueder beaufschlagt, der dann in der Ventilschließrichtung auf den Führungssteuerschieber 141 aufgebracht wird.
In dem festen Block 2 ist ferner ein mit dem Kanal 259 verbundener Lasterfassungsanschluß 262 zur Entnahme des maximalen Lastdrucks nach außen ausgebildet.
Zudem weist die zweite Wegeventilvorrichtung 1148, wie in Fig&sub5; 35 dargestellt, im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste Wegeventilvorrichtung 114A auf. Identische Elemente sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden an dieser Stelle nicht beschrieben.
Der Schaltungsaufbau eines hydraulischen Antriebssystems, bei dem die wie vorstehend beschrieben aufgebaute hydraulische Steuerventilvorrichtung 114 verwendet wird, ist in Fig. 35 zusammenhängend dargestellt. In Fig. 35 ist durch 600 eine Hydraulikpumpe mit veränderlichem Verdrängungsvolumen bezeichnet, deren Verdrängung durch einen Lasterfassungsregler 601 gesteuert wird. Eine Förderleitung 602 der Hydraulikpumpe 600 ist mit dem Pumpenanschluß 5a der hydraulischen Steuerventilvorrichtung 114 verbunden. Ebenso sind durch 603, 604 hydraulische Stellglieder bezeichnet. Die Lastanschlüsse 6a, 6b der ersten Wegeventilvorrichtung 114A sind über Stellgliedleitungen 605A, 605B mit dem ersten Stellglied 603 verbunden, und das zweite Stellglied 604 ist über Steligliedleitungen 606A, 606B mit Lastanschlüssen 6a, 6b der zweiten Wegeventilvorrichtung 114B verbunden. Ferner sind Reservoiranschlüsse 85 der ersten und der zweiten Wegeventilvorrichtung 114a, 114b über Reservoiranschlüsse 85 mit einem Reservoir 607 verbunden. Der Kanal 254 wird mit dem Förderdruck der Hydraulikpumpe 600 beaufschlagt, und der Kanal 260 wird mit dem höheren der Lastdrücke der hydraulischen Stellglieder 603, 604 als maximalem Lastdruck beaufschlagt, wobei dann die Druckaufnahmekammern 241, 240 jeweils mit diesen beiden Drükken beaufschlagt werden.
Ferner wird der Regler 601 über eine Steuerleitung 608 mit dem Förderdruck der Hydraulikpumpe 600 und über eine mit den Lasterfassungsanschlüssen 262 verbundene Steuerleitung 609 mit dem maximalen Lastdruck beaufschlagt. Wie allgemein bekannt, steuert der Regler 601 die Verdrängung der Hydraulikpumpe 600 auf der Grundlage des Pumpenförderdrucks und des maximalen Lastdrucks derart, daß der Differenzdruck zwischen diesen auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird.
Dementsprechend wirkt in dem Führungssteuerschieberventu 408 anstelle der vorab eingestellten Kraft der Feder 47 als Einrichtung zum Einstellen des Sollausgleichsdifferenzdrucks gemäß der in Fig. 27 dargestellten zehnten Ausführungsform eine Druckkraft aufgrund des Differenzdrucks zwischen dem Pumpenförderdruck, mit dem die Druckaufnahmekammer 240 beaufschlagt wird, und dem maximalen Lastdruck, mit dem die Druckaufnahmekammer 241 beaufschlagt wird, wodurch das Sitzventil 301, ähnlich wie bei der zehnten Ausführungsform, sowohl die Druckausgleichsfunktion als auch die Lastrückschlagfunktion erfüllt.
Insbesondere wird, wenn davon ausgegangen wird, daß die Druckaufnahmekammern 150, 154 den gleichen Druckaufnahmebereich aufweisen, die Druckaufnahmekammern 240, 241 den gleichen Druckaufnahmebereich aufweisen, der Druck in dem Zufuhrkanal 7A oder 7B und der Lastdruck, wie bei der zehnten Ausführungsform, jeweils Pz, PL sind, der Förderdruck der Hydraulikpumpe 600 Pp ist und der maximale Lastdruck PLSmax ist, der Ausgleich der auf den Führungssteuerschieber einwirkenden Kräfte, ähnlich wie in der vorstehend aufgeführten Gleichung (13) für die zehnte Ausführungsform, wie folgt ausgedrückt:
Pp + PL = Pz + PLSmax ... (25)
Die Gleichung (25) wird wie folgt umgestellt:
Pz - PL = Pp - PLSmax = Fd ... (26)
Daher dient der Differenzdruck zwischen dem Pumpenförderdruck und dem maximalen Lastdruck als Druckkraft Fd der Einrichtung zur Einstellung der Strömung.
Unter Verwendung der vorstehend aufgeführten Gleichung (12) und der Gleichung (26) wird die vorstehend aufgeführte Gleichung (18), die die Beziehung zwischen der durch die verstellbare Hauptdrossel 16A oder 16B strömenden Strömungsmenge und dem Differenzdruck über diese repräsentiert, wie folgt modifiziert:
qs = C4 A / (1 + α) Fd1/2 ... (27)
Ebenso wird die Gleichung (18) unter Verwendung der Gleichung (26) wie folgt modifiziert:
Qv = C4 A Fd1/2 ... (28)
Daher wird, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, die durch die verstellbare Hauptdrossel 16A oder 16B des Hauptsteuerschieberventils 204 strömende Strömungsmenge Qv unabhängig von dem Zufuhrdruck und dem Lastdruck durch die Druckkraft Fd und den Öffnungsbereich A der verstellbaren Hauptdrossel 16A bzw. 16B bestimmt. Der Differenzdruck Pz - PL über die verstellbare Drossel entspricht, wie aus der Gleichung (26) hervorgeht, zu diesem Zeitpunkt der Druckkraft Fd.
Dementsprechend fungiert bei dieser Ausführungsform das Sitzventil 301 auch als Einrichtung zur zusätzlichen Strömungssteuerung zur Begrenzung der der verstellbaren Hauptdrossel 16A oder 16B zugeführten Strömungsmenge des Hydraulikfluids, und bei dieser Gelegenheit wird der Differenzdruck Pz - PL über die verstellbare Hauptdrossel 16A oder 16B einer Druckausgleichssteuerung unterzogen, so daß er unabhängig von Schwankungen des Lastdrucks oder des Zufuhrdrucks auf dem durch die Druckkraft Fd eingestellten Sollausgleichsdifferenzdruck gehalten wird. Daher kann das Sitzventil 301 sowohl mit der Druckausgleichsfunktion als auch mit der Lastrückschlagfunktion ausgestattet werden.
Überdies werden bei dieser Ausführungsform die Sollwerte der Differenzdrücke über die verstellbaren Hauptdrosseln der ersten und der zweiten Wegeventilvorrichtung 114A, 114B (d.h. der Sollausgleichsdifferenzdruck) durch die gleiche Druckkraft Fd aufgrund des Differenzdrucks zwischen dem einer Lasterfassungssteuerung unterzogenen Förderdruck der Hydraulikpumpe 600 und dem maximalen Lastdruck eingestellt. Dementsprechend wird, wenn die Fördermenge der Hydraulikpumpe 600 bei der kombinierten Betätigung der hydraulischen Stellglieder 603, 604 unzureichend wird, der Differenzdruck zwischen dem Pumpenförderdruck und dem maximalen Lastdruck verringert, und die Sollwerte der Differenzdrücke über die verstellbaren Hauptdrosseln werden für die beiden Wegeventile gemeinsam verringert. Dadurch ist es, ähnlich wie bei der in der vorstehend erwähnten JP, A, 60-11706 beschriebenen hydraulischen Steuerventilvorrichtung, möglich, das Problem zu lösen, daß dem Stellglied mit einer geringen Last eine große Menge des Hydraulikfluids zugeführt wird und daß die Möglichkeit besteht, daß ein Stellglied mit einer schweren Last nicht angetrieben wird, wodurch eine ordnungsgemäße kombinierte Betätigung erzielt werden kann.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Erfindungsgemäß kann bei einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung und einem hydraulischen Antriebssystem für die Verwendung für Baumaschinen, wie hydraulische Bagger, durch die Verwendung eines Strömungssteuerventils mit Steuerschieber, das aufgrund einer langjährigen praktischen Verwendung eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und leicht zu konstruieren ist, die zusätzliche Strömungssteuerungsfunktion mit hoher Steuergenauigkeit ausgeführt werden, ohne daß der Druckverlust gesteigert und der Aufbau vergrößert werden.
Ebenso kann bei einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung und einem hydraulischen Antriebssystem mit einem Strömungssteuerventil mit zentralem Bypass eine nur dem relevanten Strömungssteuerventil zugeführte Strömungsmenge des Hydraulikfluids bei der kombinierten Betätigung, bei der mehrere Stellglieder gleichzeitig angetrieben werden, zusätzlich gesteuert werden, wodurch die Effizienz der kombinierten Betätigung verbessert werden kann.
Ferner kann bei einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung und bei einem hydraulischen Antriebssystem mit einem Strömungssteuerventil mit einem zentralen Bypass die Druckausgleichsfunktion ausgeführt werden, und die Effizienz der kombinierten Betätigung kann verbessert werden.
Zudem kann bei einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung und bei einem hydraulischen Antriebssystem mit einem in Ruhelage geschlossenen Strömungssteuerventil die Druckausgleichsfunktion ausgeführt werden, ohne daß der Druckverlust gesteigert und der Aufbau vergrößert werden.

Claims

1. Hydraulische Steuerventilvorrichtung mit einem Gehäuse (1), einem in dem Gehäuse ausgebildeten Pumpenkanal (5) und mindestens einer in das Gehäuse eingebauten Wegeventileinrichtung (100A; 101A; 102A; 103A; 105A; 106A; 107A; 108A; 110A; 111A; 112A; 113A; 114A), wobei die Wegeventileinrichtung einen verschiebbar in dem Gehäuse angeordneten Hauptsteuerschieber (4A; 4; 221) zum Bilden eines Paars verstellbarer Hauptdrosseln (16A, 16B) zur Bildung eines Strömungssteuerventus (200A; 201A; 200; 204), einen in dem Gehäuse ausgebildeten Zufuhrkanal (7) zur Zufuhr von Hydraulikfluid aus dem Pumpenkanal zu dem Paar verstellbarer Hauptdrosseln und ein Paar in dem Gehäuse ausgebildeter Lastkanäle (6A, 6b) aufweist, in die jeweils Hydraulikfluid strömt, das das Paar verstellbarer Hauptdrosseln passiert hat,

wobei die Wegeventileinrichtung (100A; 101A; 102A; 103A; 105A; 106A; 107A; 108A; 11A; 11A; 112A; 113A; 114A) ferner zusätzliche Strömungssteuermittel zum Begrenzen einer Strömungsmenge des dem Paar verstellbarer Hauptdrosseln (16A, 16B) durch den Zufuhrkanal (7) aus dem Pumpenkanal (5) zugeführten Hydraulikfluids zur zusätzlichen Steuerung einer Strömungsmenge des in das Paar Lastkanäle (6A, 6B) strömenden Hydraulikfluids aufweist und die zusätzlichen Strömungssteuermittel enthalten:

(a) ein in dem Zufuhrkanal angeordnetes Sitzventil (300, 301) mit einem beweglich in dem Gehäuse (1) angeordneten Sitzventilkörper (20) zur Bildung einer verstellbaren Hilfsdrossel (28) in dem Zufuhrkanal und einer in dem Sitzventilkörper ausgebildeten verstellbaren Steuerdrossel (33) zur Veränderung eines Öffnungsbereichs entsprechend einer Bewegungsgröße des Sitzventilkörpers;

(b) eine Steuerleitung (24, 29 - 31, 35 - 37) zum Verbinden eines Abschnitts (7C) des Zufuhrkanals stromaufseitig der verstellbaren Hilfsdrossel (28) mit einem stromabseitigen Abschnitt (7A, 7B) des Zufuhrkanals über die verstellbare Steuerdrossel zur Bestimmung der Bewegungsgröße des Sitzventilkörpers entsprechend einer Strömungsmenge des durch die Steuerleitung strömenden Hydraulikfluids; und

(c) Steuerströmungssteuermittel (400; 401; 403; 405; 406; 407; 408) mit einer in der Steuerleitung angeordneten verstellbaren Steuerdrossel (45) und Eingangsmitteln (800; 52 - 59; 159, 54 - 59; 231A, 231B, 251, 252) zum Empfangen eines Strömungsbegrenzungssignals, durch das ein Öffnungsbereich der verstellbaren Steuerdrossel zur Steuerung einer Strömungsmenge des durch die Steuerleitung strömenden Hydraulikfluids entsprechend dem empfangenen Strömungsbegrenzungssignal verändert wird.

2. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Wegeventileinrichtung (100A; 101A; 102A; 103A; 105A; 106A; 107A; 108A; 110A; 111A; 112A; 113A; 114A) ferner einen festen Block (2) zum Halten des Sitzventilkörpers (300; 301) in dem Gehäuse (1) durch eine Feder (25) aufweist und die Steuerströmungssteuerventil ein in den festen Block eingebautes Führungssteuerschieberventil (400; 401; 403; 405; 406; 407; 408) aufweisen.

3. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Führungssteuerschieberventil (400; 401; 403; 405; 406; 407; 408) einen parallel zum Hauptsteuerschieber (4A; 4; 221) angeordneten Führungssteuerschieber (41; 820; 843; 941; 141) enthält.

4. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Sitzventil (300, 301) senkrecht zum Hauptsteuerschieber (4A; 4; 221) angeordnet ist.

5. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Zufuhrkanal (7) einen ersten stromaufseitig der verstellbaren Hilfsdrossel (28) angeordneten und mit dem Pumpenkanal (5) verbundenen Kanalabschnitt (7C) und stromabseitig der verstellbaren Hilfsdrossel an gegenüberliegenden Seiten des ersten Kanalabschnitts angeordnete und jeweils mit den beiden verstellbaren Hauptdrosseln (16A, 16B) verbundene zweite und dritte Kanalabschnitte (7A, 78) aufweist, wobei das Sitzventil (300; 301) an einer Kreuzung (23) des ersten Kanalabschnitts mit dem zweiten und dem dritten Kanalabschnitt angeordnet ist.

6. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine Öffnungscharakteristik der verstellbaren Steuerdrossel (33) derart eingestellt ist, daß die verstellbare Steuerdrossel bei einer vollständig geschlossenen Stellung des Sitzventils (301) leicht geöffnet ist, und die Wegeventileinrichtung (101A; 102A; 103A; 106A; 107A; 108A; 11A; 112A; 113A; 114A) ferner ein in der Steuerleitung (24; 29 - 31, 35 - 37) angeordnetes Rückschlagventil (122) zum Verhindern eines Rückwärtsströmens des Hydraulikfluids aufweist.

7. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Rückschlagventil (122) in den Sitzventilkörper (20) eingebaut ist.

8. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Vorrichtung mehrere in das Gehäuse (1) eingebaute Wegeventileinrichtungen (100A - 100C; 101A; 102A; 103A; 105A - 105C; 106A; 107A; 108A; 110A, 110B; 111A, 111B; 112A, 112B; 113A, 113B; 114A, 114B) mit Steuerschiebern aufweist, wobei mindestens eine (100A; 101A; 102A; 103A; 105A; 106A; 107A; 108A; 110A; 111A; 112A; 113A; 114A) der Wegeventileinrichtungen die Hilfsströmungssteuermittel (300, 400, etc.) enthält.

9 Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Eingangsmittel der Steuerströmungssteuermittel (400; 401; 403) einen Kanal (800) aufweisen, durch den ein außerhalb der Wegeventileinrichtung (100A; 101A; 102A; 103A) erzeugtes Hydrauliksignal als Strömungsbegrenzungssignal eingegeben wird.

10. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Eingangsmittel der Steuerströmungssteuermittel (405; 406; 407; 408) Kanäle (52 - 59; 159, 54 - 59; 231A, 231B, 251, 242) enthalten, durch die ein Differenzdruck über jede der beiden verstellbaren Hauptdrosseln als Strömungsbegrenzungssignal eingebracht wird.

11. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuerströmungssteuermittil (400; 401; 403; 405; 406; 407; 408) einen die verstellbare Führungsdrossel (45) bildenden Führungssteuerschieber (41; 820; 843; 941; 141), erste Druckmittel (47; 821; 844; 150, 154; 240, 241) zum Aufbringen einer vorgegebenen Druckkraft in der Ventilöffnungsrichtung auf den Führungssteuerschieber und mit den Eingangsmitteln (800; 52 - 59; 159, 54 - 59; 231A, 231B, 251, 252) verbundene zweite Druckmittel (50, 51; 155, 156; 150, 154) zum Aufbringen einer dem Strömungsbegrenzungssignal entsprechenden Druckkraft in der Ventilschließrichtung auf den Führungssteuerschieber enthalten.

12. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 11, bei der die ersten Druckmittel eine Feder (47) zum Drücken des Führungssteuerschiebers (41; 820; 843; 941) mit einer vorgegebenen, vorab eingestellten Kraft in die Ventilöffnungsrichtung enthalten.

13. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Steuerströmungssteuermittel (406) ferner Betätigungsmittel (130, 131) enthalten, die zur externen Einstellung der vorab eingestellten Kraft der Feder (47) geeignet sind.

14. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 11, bei der die ersten Druckmittel mindestens eine Druckaufnahmekammer (821; 844; 150, 154; 240, 241) zum Beaufschlagen des Führungssteuerschiebers (820; 843; 141) mit einer vorgegebenen Hydraulikkraft in der Ventilöffnungsrichtung enthalten.

15. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 11, bei der die zweiten Druckmittel mindestens eine Druckaufnahmekammer (50, 51; 155, 156; 150, 154) zum Beaufschlagen des Führungssteuerschiebers (41; 820; 843; 941; 141) mit einer dem Strömungsbegrenzungssingal entsprechenden Hydraulikkraft in der Ventilschließrichtung enthalten.

16. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Eingangseinrichtung einen Kanal (800) aufweist, durch den ein außerhalb der Wegeventileinrichtung (100A; 101A; 102A; 103A) erzeugtes Hydrauliksignal als Strömungsbegrenzungssignal auf die zweiten Vorspannmittel (50) aufgebracht wird.

17. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 16, bei der die ersten Druckmittel eine Druckaufnahmekammer (821) enthalten, die mit einem Einlaßdruck jeder der beiden verstellbaren Hauptdrosseln (16A, 15B) beaufschlagt wird.

18. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 16, bei der die ersten Druckmittel eine Druckaufnahmekammer (844) enthalten, die mit einem Druck in dem Pumpenkanal (5) beaufschlagt wird.

19. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Eingangsmittel Kanäle (52 - 59; 159, 54 - 59; 231A, 231B, 251, 252) aufweisen, durch die ein Differenzdruck über jede der beiden verstellbaren Hauptdrosseln (16A, 16B) als Strömungsbegrenzungssignal auf die zweiten Druckmittel (50, 51; 155, 156; 150, 154) aufgebracht wird, und die von den ersten Druckmitteln (47; 1501 154; 240, 241) aufgebrachte vorgegebene Druckkraft einen Sollausgleichsdifferenzdruck für den Differenzdruck über jede der beiden verstellbaren Hauptdrosseln einstellt.

20. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 19, bei der die vorgegebenen Druckkraft zum Einstellen des Sollausgleichsdifferenzdrucks konstant ist.

21. Hydraulische Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 19, bei der die vorgegebenen Druckkraft zum Einstellen des Sollausgleichsdifferenzdrucks veränderlich ist.

22. Hydraulisches Antriebssystem mit einer Hydraulikpumpe (700), mehreren durch von der Hydraulikpumpe gefördertes Hydraulikfluid angetriebenen hydraulischen Steligliedern (701 - 703) und einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung (100; 101; 102; 103) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 zur Steuerung jeweiliger Strömungsmengen des den mehreren hydraulischen Stellgliedern zugeführten Hydraulikfluids.

23. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 22, bei dem die hydraulische Steuerventilvorrichtung (100; 101; 102; 103) mindestens eine erste und eine zweite Wegeventileinrichtung (100A - 100C; 101A; 102A; 103A) mit entsprechend jeweiligen Betätigungssignalen betätigten Strömungssteuerventilen (200A) mit Steuerschiebern zur Steuerung jeweiliger Strömungsmengen des den mehreren hydraulischen Steligliedern zugeführten Hydraulikfluids umfaßt, wobei zumindest die erste Wegeventileinrichtung (100A; 101A; 102A, 103A) die Wegeventileinrichtung mit den zusätzlichen Strömungssteuermitteln (300, 400, etc.) ist und Signalerzeugungs- und Übertragungsmittel (802, 803; 500 - 507) zur Erzeugung des Strömungsbegrenzungssignals außerhalb der ersten Wegeventileinrichtung und zum Aufbringen des erzeugten Signals auf die Eingangseinrichtung (800) der Steuerströmungssteuermittel (400; 401; 403) aufweist.

24. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 23, bei dem die Signalerzeugungs und Übertragungsmittel Mittel (802) zur Erfassung eines auf die zweite Wegeventileinrichtung (100B) aufgebrachten Betätigungssignals und Mittel (803) zum Aufbringen des erfaßten Betätigungssignals als Strömungsbegrenzungssignal auf die Eingangsmittel (800) der Steuerströmungssteuermittel (400; 401; 403) enthalten.

25. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 23, bei dem die Signalerzeugungs- und Übertragungsmittel von einem Bediener betätigte Einstellmittel (507) zur Ausgabe eines Einstellsignals, Mittel (500 - 504, 506) zur Erzeugung eines dem Einsteilsignal entsprechenden Steuersignals und Mittel (505) zum Aufbringen des Steuersignals als Strömungsbegrenzungssignal auf die Eingangsmittel (800) der Steuerströmungssteuermittel (400) enthalten.

26. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 23, bei dem die Signalerzeugungs- und Übertragungsmittel von einem Bediener betätigte Mittel (507) zur Ausgabe eines Einstellsignals, Mittel (500 - 504, 506, 510 - 511) zur Erzeugung eines Steuersignals entsprechend dem auf die zweite Wegeventileinrichtung (1008) aufgebrachten Betätigungssignal und dem Einstellsignal und Mittel (505) zum Aufbringen des Steuersignals als Strömungsbegrenzungssignal auf die Eingangsmittel (800) der Steuerströmungssteuermittel (400) enthalten.

27. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 23, bei dem das Strömungssteuerventil ein Steuerschieberventil (200A) mit einem zentralen Bypass ist.

28. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 22, bei dem die hydraulische Steuerventilvorrichtung (105; 106; 107; 108) mindestens erste und zweite Wegeventileinrichtungen (105A - 105C, 106A; 107A; 108A) aufweist, die entsprechend jeweiligen Betätigungssignalen zur Steuerung jeweiliger Strömungsmengen des den mehreren hydraulischen Stellgliedern zugeführten Hydraulikfluids betätigte Strömungssteuerventile (201A) mit Steuerschiebern enthalten, wobei zumindest die erste Wegeventileinrichtung (105A; 106A; 107A) die Wegeventileinrichtung mit den zusätzlichen Strömungssteuermitteln ist und die Eingangsmittel der Steuerströmungssteuermittel (405; 406; 407) Kanäle (52 - 59; 159, 54 - 59) aufweisen, durch die ein Differenzdruck über jede der beiden verstellbaren Hauptdrosseln (16A, 16B) des zu der ersten Wegeventileinrichtung gehörigen Strömungssteuerventils als Strömungsbegrenzungssignal aufgebracht wird.

29. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 28, bei dem das Strömungssteuerventil ein Steuerschieberventil (201A) mit zentralem Bypass ist.

30. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 22, bei dem die hydraulische Steuerventilvorrichtung (110; 111; 112; 113; 114) mindestens eine erste und eine zweite Wegeventileinrichtung (110A, 110B; 111A, 111B; 112A, 112B; 113A, 113B; 114A, 114B) mit entsprechend jeweiligen Betätigungssignalen zur Steuerung jeweiliger Strömungsmengen des den mehreren hydraulischen Stellgliedern zugeführten Hydraulikfluids betätigten Strömungssteuerventilen (200; 204) mit Steuerschiebern aufweist, wobei die erste und die zweite Wegeventileinrichtung jeweils Wegeventileinrichtungen mit den zusätzlichen Strömungssteuermitteln (300, 400, etc.) sind und die Eingangsmittel der Steuerströmungssteuermittel (405; 406; 407; 408) Kanäle (52 - 59; 159, 54 - 59; 231A, 231B, 251, 252) aufweisen, durch die ein Differenzdruck über jede der beiden verstellbaren Hauptdrosseln (16A, 16B) des zu der entsprechenden Wegeventileinrichtung gehörigen Strömungssteuerventils als Strömungsbegrenzungssignal aufgebracht wird.

31. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 30, bei dem das Strömungssteuerventil ein in Ruhelage geschlossenes Steuerschieberventil (200; 204) ist.

32. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 28 oder 30, bei dem die Steuerströmungssteuermittel (405; 406; 407; 408) einen die verstellbare Steuerdrossel (45) bildenden Führungssteuerschieber (941; 141), erste Druckmittel (47; 150, 154; 240, 241) zum Beaufschlagen des Führungssteuerschiebers mit einer vorgegebenen Druckkraft in der Ventilöffnungsrichtung und mit den Eingangsmitteln (52 - 59; 159, 54 59; 231A, 2318, 251, 252) verbundene zweite Druckmittel (50, 51; 155, 156; 150, 154) zum Beaufschlagen des Führungssteuerschiebers mit einer einem Differenzdruck über jede der beiden verstellbaren Hauptdrosseln (16A, 16b) entsprechenden Druckkraft in der Ventilschließrichtung enthalten.

33. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 32, das ferner Mittel (500 - 506A) zur Erzeugung eines veränderlichen Drucks und zum Beaufschlagen der ersten Druckmittel mit dem veränderlichen Druck aufweist, wobei die ersten Druckmittel eine Hydraulikkammer (154) zum Beaufschlagen des Führungssteuerschiebers (141) mit einer dem veränderlichen Druck entsprechenden Hydraulikkraft als vorgegebene Druckkraft aufweisen.

34. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 32, das ferner Mittel (261) zur Erfassung des maximalen der Lastdrücke der mehreren Steliglieder (603, 604) und Mittel (258, 260, 253, 254) zum Beaufschlagen der ersten Druckmittel mit einem Förderdruck der Hydraulikpumpe (600) und dem maximalen Lastdruck aufweist, wobei die ersten Druckmittel mindestens eine Hydraulikkammer (240, 241) zum Beaufschlagen des Führungssteuerschiebers mit einer einem Differenzdruck zwischen dem Förderdruck und dem maximalen Lastdruck entsprechenden Hydraulikkraft als vorgegebene Druckkraft enthalten.