EP0491155B1

EP0491155B1 - Hydraulisches Wegeventil zur Steuerung eines Hydromotors

Info

Publication number: EP0491155B1
Application number: EP91119143A
Authority: EP
Inventors: Gottfried Dipl.-Ing. Olbrich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-12-19
Filing date: 1991-11-11
Publication date: 1995-03-22
Anticipated expiration: 2011-11-11
Also published as: DE4040603A1; DE59104998D1; EP0491155A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Wegeventil zur Steuerung eines Hydromotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist schon ein solches hydraulisches Wegeventil zur Steuerung eines Hydromotors aus der DE-OS 38 44 071 (& EP-A-0 375 916) bekannt, das ein hydraulisch entlastbares Sperrventil aufweist. Bei diesem Wegeventil wird zur Vorsteuerung des Sperrventils Steueröl aus einem Motoranschluß abgezweigt und über eine Eingangsdrossel, eine Steuerdruckkammer im Sperrventil und eine Steuerkante am Steuerschieber des Wegeventils zum Tank geführt. Der Steuerölstrom wird somit getrennt von dem Volumenstrom geführt, der beim Senken eines Hydromotors vom Motoranschluß über eine zusätzliche Steuerkante am Steuerschieber zum Rücklauf strömt. Bei diesem Wegeventil geht es darum, eine auf den Steuerschieber radial wirkende Querkraft zu kompensieren, welche der Druck in der Mündung der Steuerleitung in die Schieberbohrung auf den Steuerschieber verursacht. Es kann nun von Nachteil sein, daß das Sperrventil hier nur eine reine Sicherungsfunktion hat und keine zusätzliche Drosselfunktion übernehmen kann. Um die Größe eines Volumenstroms beim Senken einer Last zu steuern, weist die zugeordnete Steuerkante am Steuerschieber Feinsteuerfasen auf, mit denen jedoch lediglich eine lastabhängige Volumenstromsteuerung beim Senken erreichbar ist. Ein lastdruckkompensiertes Senken ist bei diesem Wegeventil nicht möglich.
Ferner ist aus der DE-PS 30 25 949 (& FR-A-2 486 598) eine Steuereinrichtung für einen einfach wirkenden hydraulischen Motor bekannt, mit dessen Sperrblock ein lastdruckunabhängiges Senken steuerbar ist. Hier weist der Sperrblock ein vorgesteuertes Sperrventil auf, dessen Sitzventilkörper ein Vorsteuer-Kugelventil aufnimmt, das von einem Entsperrkolben über einen Stößel betätigbar ist. In Serie zu dem als Regelblende arbeitenden Sperrventil ist in den Senkenstrom eine als Meßblende arbeitende Steuerkante eines Steuerschiebers geschaltet. Der beim Senken stromaufwärts der Meßblende herrschende Zwischendruck wird auf den federbelasteten Sperrkolben geschaltet, um die Senkenstromregelung lastdruckunabhängig zu gestalten. Es kann nun in manchen Fällen ungünstig sein, daß zur lastdruckkompensierten Stromregelung beim Senken der Entsperrkolben mit einem konstanten Steuerdruck beaufschlagt werden muß, wie er in vielen Fällen nicht zur Verfügung steht. Ferner baut der Sperrblock mit Entsperrkolben, Stößel und vorgesteuertem Sitzventilkörper relativ aufwendig und beansprucht viel Bauraum. Auch kann es in manchen Fällen ungünstig sein, wenn beim Senken der Arbeitsstrom und der Steuerölstrom bereits unmittelbar stromabwärts vom Sperrventil wieder zusammengeführt werden.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße hydraulische Wegeventil zur Steuerung eines Hydromotors mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es eine lastdruckunabhängige Steuerung der Funktion Senken mit Sperrventil ermöglicht, die relativ einfach und kompakt baut. Ferner wird bei diesem Wegeventil zur Vorsteuerung des Sperrventils kein zusätzlicher konstanter Steuerdruck benötigt. Weiterhin ist diese lastdruckkompensierte Abflußstromregelung vielseitig anwendbar. Sie läßt sich infolge ihrer platzsparenden Bauweise in vorhandene Wegeventile leicht integrieren. Zudem eignet sie sich für Wegeventile unabhängig davon, ob sie für einfach wirkende oder doppelt wirkende Funktion ausgebildet sind. Ferner ist besonders günstig, daß sich dieses Wegeventil zur Betätigung mit Proportionalmagneten eignet.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Wegeventils möglich. Äußerst vorteilhaft sind Ausbildungen nach den Ansprüchen 2 bis 4, wodurch eine besonders kompakte Bauweise erzielbar ist, indem die druckabhängig arbeitenden Kompensationsmittel am ohnedies vorhandenen Steuerschieber angeordnet werden. Ferner ist es besonders günstig, wenn zur Steigerung der Regelqualität gemäß Anspruch 5 druckabhängig arbeitende Drosselventile vorgesehen werden, da auf diese Weise die Druckregelung dynamisch erheblich schneller ablaufen kann und sich dadurch geringere Abweichungen der statischen Regelkennlinien erzielen lassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erstes hydraulisches Wegeventil, Figur 2 als Einzelheit die Ausbildung der Steuerkante am Sperrventil beim Wegeventil nach Figur 1, Figur 3 als Einzelheit die Verhältnisse am Steuerschieber des Wegeventils nach Figur 1 bei einer Senkenstromregelung, Figur 4 einen Längsschnitt durch einen Teil eines zweiten Wegeventils mit Druckregler, Figur 5 ein vereinfachtes Schaltschema des zweiten Wegeventils nach Figur 4, Figur 6 einen Längsschnitt durch einen Teil eines dritten Wegeventils mit Druckregler im Bypass und Figur 7 ein vereinfachtes Schaltschema des dritten Wegeventils nach Figur 6.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in Figur 1 dargestellte Wegeventil 10 dient zum Steuern eines Hydromotors 11, wie er in hydraulischen Hubwerken zum Heben, Senken und Halten eines Arbeitsgeräts verwendet wird. Derartige Hubwerke werden beispielsweise in Landmaschinen, landwirtschaftlichen Fahrzeugen oder Staplern eingesetzt.
Das Wegeventil 10 ist für eine einfach wirkende Funktion vorgesehen und weist zu diesem Zweck an einem Gehäuse 12 einen mit einer Pumpe 13 verbunden Zulaufanschluß 14, einen mit dem Hydromotor 11 verbundenen Motoranschluß 15 sowie einen mit einem Tank 16 verbundenen Rücklaufanschluß 17 auf. Das Gehäuse 12 weist eine durchgehende Schieberbohrung 18 auf, in der ein längsbeweglicher Steuerschieber 19 dicht und gleitend geführt ist. Der Steuerschieber 19 ist in der gezeichneten Mittelstellung durch eine doppelt wirkende Rückholeinrichtung 21 mit einer Rückstellfeder 22 zentriert und kann durch stirnseitig angeordnete Proportionalmagneten 23, 24 aus der Mittelstellung heraus nach beiden Seiten hin stetig in Arbeitsstellungen ausgelenkt werden.
In dem Gehäuse 12 sind durch ringförmige Erweiterungen der Schieberbohrung 18 mehrere Kammern ausgebildet. Von ihnen ist eine erste Meßdrosselkammer 25 mit dem Zulaufanschluß 14 verbunden. Angrenzend an diese erste Meßdrosselkammer 25 liegt eine zweite Meßdrosselkammer 26 und daran angrenzend eine erste Rücklaufkammer 27. Die zweite Meßdrosselkammer 26 steht über einen Zulaufkanal 28 mit eingebautem Rückschlagventil 29 mit einer Zulaufkammer 31 in Verbindung. Anschließend an die Zulaufkammer 31 durchdringt die Schieberbohrung 18 eine Motorkammer 32 sowie eine zweite Rücklaufkammer 33. Angrenzend an die zweite Rücklaufkammer 33 ist nach außen hin noch eine Ausgleichskammer 34 angeordnet.
Am Steuerschieber 19 ist eine Meßdrosselkante 35 ausgebildet, welche die Verbindung zwischen den beiden Meßdrosselkammern 25, 26 steuert. Diese Meßdrosselkante 35 bildet mit den beiden Meßdrosselkammern 25, 26 eine Meßdrosselstelle 36, mit deren Hilfe in an sich bekannter Weise eine lastdruckkompensierte Steuerung eines Volumenstroms von der Pumpe 13 zum Hydromotor 11 bei der Funktion Heben möglich wird. Zu diesem Zweck wird der Druck in der zweiten Meßdrosselkammer 26 über einen Lastdruckabgriff 37 auf eine Druckwaage 38 gegeben, die in üblicher Weise von einem Pumpendruck und einer Feder beaufschlagt wird und welche die Verbindung von der Pumpe 13 zum Tank 16 steuert.
Die Verbindung von der Zulaufkammer 31 zur Motorkammer 32 wird von einer ersten Steuerkante 38 am Steuerschieber 19 beeinflußt. Da die Größe des Volumenstroms zum Hydromotor 11 von der Meßdrosselkante 35 bestimmt wird, kommt dieser ersten Steuerkante 38 lediglich eine schaltende Funktion zu. Zur Steuerung der Verbindung von der Zulaufkammer 32 zur zweiten Rücklaufkammer 33 weist der Steuerschieber 19 eine zweite Steuerkante 39 auf. Wie die Figur 1 in Verbindung mit der Einzelheit nach Figur 3 näher zeigt, weist die zweite Steuerkante 39 besondere Steuerausnehmungen 41 auf. Diese Steuerausnehmungen 41 sind so ausgebildet, daß bei zunehmendem Druck in der Motorkammer 32 und damit erhöhtem Volumenstrom von der Motorkammer 32 über die zweite Steuerkante 39 in die zweite Rücklaufkammer 33 die Strömungskräfte über die Steuerausnehmungen 41 eine zunehmende Axialkraft 42 in schließender Richtung des Steuerschiebers 19 verursachen. Weiterhin weist der Steuerschieber 19 eine dritte Steuerkante 43 auf, die als proportional arbeitende Drosselkante ausgebildete ist, und welche die Verbindung von einer Steuerbohrung 44 zur zweiten Rücklaufkammer 33 proportional zum Hub des Steuerschiebers 19 steuert. Ferner ist am Steuerschieber 19 eine vierte Steuerkante 45 vorgesehen, welche die Verbindung von der zweiten Meßdrosselkammer 26 zur ersten Rücklaufkammer 27 beeinflußt. Zwischen der ersten Rücklaufkammer 27 und der Zulaufkammer 31 ist eine Hilfsmotorkammer 46 angeordnet, die lediglich bei einer Ausbildung des Wegeventils 10 für eine doppelt wirkende Funktion benötigt wird.
Im Gehäuse 12 ist ein den Motoranschluß 15 absicherndes, hydraulisch entsperrbares Sperrventil 47 angeordnet, das zwischen den Motoranschluß 15 und die Motorkammer 32 geschaltet ist. Das Sperrventil 47 weist ein im wesentlichen einteiliges, als Sitzventilkörper ausgebildetes Schließglied 48 auf, das in einer Sacklochbohrung 49 im Gehäuse 12 dicht und gleitend geführt ist. Die von einer Stirnseite her eingebrachte Sacklochbohrung 49 verläuft parallel zur Schieberbohrung 18, durchdringt den Motoranschluß 15 und berührt die Motorkammer 32, wobei ein gehäusefester Ventilsitz 51 ausgebildet ist. Das Schließglied 48 wird mit seinem Ventilkegel 52 von der Kraft einer Feder 53 auf den Ventilsitz 51 gedrückt. Die Feder 53 liegt dabei in einem Steuerdruckraum 54, der vom Schließglied 48 in der Sacklochbohrung 49 begrenzt wird und der über eine im Schließglied 48 angeordnete Eingangsdrossel 55 mit dem Motoranschluß 15 in Verbindung steht. Das Schließglied 48 bildet auf diese Weise eine dem Steuerdruckraum 54 zugewandte, große wirksame Fläche 56. Das Schließglied 48 wird vom Druck im Steuerdruckraum 54 auf dieser großen Fläche 56 im gleichen Sinne wie die Kraft der Feder 53 belastet. Ferner weist das Schließglied 48 infolge seines gegenüber dem Außendurchmesser verringerten Durchmessers des Ventilkegels 52 eine ringförmige, kleine wirksame Fläche 57 auf. An dieser ringförmigen Fläche 57 wird das Schließglied 48 vom Druck im Motoranschluß 15 entgegen der Kraft der Feder 53, also in Öffnungsrichtung belastet. Fernerhin hat das Schließglied 48 eine der Motorkammer 32 zugewandte, mittlere wirksame Fläche 58, auf der es vom Druck in der Motorkammer 32 in Öffnungsrichtung beaufschlagbar ist.
Wie aus der Einzelheit nach Figur 2 näher erkennbar ist, wird am Schließglied 48 der Ventilkegel 52 an seinem größeren Durchmesser von einem zylindrischen Abschnitt 59 begrenzt. Der Ventilkegel 52 ist somit an seinem inneren Ende mit kleinerem Durchmesser von einer Sitzkante 61 und an seinem größeren Durchmesser von einer Schieberkante 62 begrenzt, die in einem zylindrischen Bohrungsabschnitt 63 im Gehäuse 12 eintaucht. Auf diese Weise lassen sich mit der Steuerkante des Schließgliedes 48 gute Feinsteuereigenschaften erzielen. Die Eingangsdrossel 55 im Schließglied 48, der Steuerdruckraum 54, sowie die Steuerbohrungen 44 sind Teile einer Steuerleitung 64, die parallel zur Verbindung über die zweite Steuerkante 39 vom Motoranschluß 15 zur zweiten Rücklaufkammr 33 und damit zum Tank 16 geführt ist.
Die Wirkungsweise des Wegeventils 10 wird wie folgt erläutert, wobei auf die Figuren 1 bis 3 Bezug genommen wird.
Bei nicht erregtem Proportionalmagneten 23, 24 wird der Steuerschieber 19 von der doppelt wirkenden Rückholeinrichtung 21 in der gezeichneten Mittelstellung zentriert. Dabei sperrt die Meßdrosselkante 35 die Verbindung zwischen den beiden Meßdrosselkammern 25, 26, während die vierte Steuerkante 45 die federbelastete Stirnseite der Druckwaage 38 über den Lastdruckabgriff 37 und die zweite Meßdrosselkammer 26 zur ersten Rücklaufkammer 27 und weiter zum Tank 16 entlastet. Die Pumpe 13 wird dadurch in an sich bekannter Weise über die Druckwaage 38 zum Tank 16 entlastet.
Ferner ist in der gezeichneten Mittelstellung des Steuerschiebers 19 der Motoranschluß 15 durch das Sperrventil 47 abgesichert. Der im Motoranschluß 15 herrschende Druck kann sich über die Eingangsdrossel 55 auch im Steuerdruckraum 54 aufbauen und das Schließglied 48 mit seinem Ventilkegel 52 auf den Ventilsitz 51 drücken, so daß die Verbindung zur Motorkammer 32 abgesperrt ist. Gleichzeitig wird die Steuerleitung 64 des hydraulisch vorsteuerbaren Sperrventils 47 durch die dritte Steuerkante 43 blockiert. Mit Hilfe einer Einrichtung, zu der auch die Ausgleichskammer 34 zählt, wird in an sich bekannter Weise die radial auf den Steuerschieber wirkende Querkraft infolge des Drucks in der Steuerbohrung 44 am Steuerschieber kompensiert und zugleich ein Leckölstrom praktisch verhindert. Eine Last am Hydromotor 11 wird somit sicher hydraulisch gehalten.
Für die Funktion Heben des Hydromotors 11 wird der erste Proportionalmagnet 23 erregt und dabei der Steuerschieber 19 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 22 in der Figur 1 nach rechts ausgelenkt. Bei dieser Bewegung des Steuerschiebers 19 öffnet die Meßdrosselkante 35 die Verbindung zwischen den beiden Meßdrosselkammern 25, 26, während gleichzeitig die vierte Steuerkante 45 die Verbindung zur ersten Rücklaufkammer 27 zusteuert und die erste Steuerkante 38 die Verbindung von der Zulaufkammer 31 zur Motorkammer 32 öffnet. Der Ausgangsdruck der Pumpe 13 kann sich auch im Zulaufkanal 28 aufbauen und die Druckwaage 38 zusteuern, so daß die Pumpe 13 im Druck hochfahren kann. Proportional zur Auslenkung des Steuerschiebers 19 fließt nun von der Pumpe 13 ein Volumenstrom über die Meßdrosselkante 35, das Rückschlagventil 29, die geöffnete erste Steuerkante 38 in die Motorkammer 32, wo der sich aufbauende Druck das Sperrventil 47 öffnet und schließlich der Volumenstrom zum Hydromotor 11 gelangt, um dessen Last zu heben. Bei dieser an sich bekannten Regelung des Volumenstroms zum Heben des Hydromotors 11 wird Druckmittel aus dem Steuerdruckraum 54 über die Eingangsdrossel 55 zum Motoranschluß 15 verdrängt. Die Hebenfunktion ist in proportionaler und stetiger Weise durchführbar. Zum Beenden des Hebenvorganges wird die Erregung des Proportionalmagneten 23 abgeschaltet und der Steuerschieber 19 durch die Rückstelleinrichtung 21 in seine Mittelstellung verstellt, wobei das Sperrventil 47 den Hydromotor 11 hydraulisch absichert.
Zum Senken des Hydromotors 11 wird der zweite Proportionalmagnet 24 erregt, wobei der Steuerschieber 19 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 22 aus der gezeichneten Mittelstellung in Figur 1 nach links bewegt wird. Bei dieser Linksbewegung des Steuerschiebers 19 öffnet die dritte Steuerkante 43 die Steuerleitung 64, wobei infolge der Eingangsdrossel 55 der Druck im Steuerdruckraum 54 zum Tank 16 hin abgebaut wird. Ist dies in ausreichendem Maße geschehen, so drückt der im Motoranschluß 15 herrschende Lastdruck über die ringförmige, kleine wirksame Fläche 57 das Schließglied 48 gegen die Kraft der Feder 53 nach links, wobei der Ventilkegel 52 von seinem Ventilsitz 51 abhebt. Bei diesem Öffnen des Sperrventils fährt der zylindrische Abschnitt 59 aus dem Bohrungsabschnitt 63 heraus und gibt eine gut feinsteuerbare Verbindung zwischen dem Motoranschluß 15 und der Motorkammer 32 frei. Vom Hydromotor 11 über das Sperrventil 47 in die Motorkammer 32 abströmendes Druckmittel gelangt über die geöffnete zweite Steuerkante 39 in die zweite Rücklaufkammer 33 und fließt zum Tank 16 ab. Dieser Sachverhalt am Steuerschieber 19 ist in der Figur 3 in vergrößertem Maßstab dargestellt, wobei erkennbar ist, daß die dritte Steuerkante 43 eine proportional zur Auslenkung des Steuerschiebers 19 arbeitende Drosselkante darstellt und somit eine hubabhängig verstellbare Drosselstelle in der Steuerleitung 64 bildet. Bei dieser Funktion Senken arbeiten die Steuerausnehmungen 41 an der zweiten Steuerkante 39 als Abflußmeßblende.
Dabei bildet sich in der Motorkammer 32 ein Zwischendruck aus, der an den Steuerausnehmungen 41 eine Strömungskraft erzeugt, welche der Kraft des proportional arbeitenden Magneten 24 entgegensteht. Die Steuerausnehmungen 41 sind in besonderer Weise so ausgebildet, daß bei zunehmendem Druck in der Motorkammer 32 und damit auch bei zunehmendem Volumenstrom über die zweite Steuerkante 39 zum Tank hin sich die Strömungskräfte 42 in Schließrichtung auf den Steuerschieber 19 erhöhen. Übersteigt nun der abfließende Volumenstrom über die zweite Steuerkante 39 seinen Sollwert, so steigt auch der Zwischendruck in der Motorkammer 32 über seinen Sollwert und damit auch die schieberrückstellende Strömungskraft 42. Der von den Kräften der Rückstellfeder 22 und des Proportionalmagneten 24 gehaltene Steuerschieber 19 verschiebt sich daher in eine Position, in der die dritte Steuerkante 43 die teilweise geöffnete Steuerleitung 64 stärker androsselt, wodurch der Druck in der Steuerdruckkammer 54 ansteigt. Das teilweise geöffnete Sperrventil 47 wird dadurch in Schließrichtung bewegt und vermindert dabei den abfließenden Volumenstrom vom Hydromotor 11 zur Motorkammer 32 solange, bis wieder ein Kräftegleichgewicht am Steuerschieber 19 und am Sperrventil 47 herrscht. Auf diese Weise läßt sich mit Hilfe eines hydraulisch entlastbaren Sperrventils 47 eine lastdruckkompensierte Senkenstromregelung durchführen, wobei die zusätzlich erforderlichen Kompensationsmittel im wesentlichen am Steuerschieber 19 ausgebildet sind. Als Kompensationsmittel sind dabei vor allem die besondere Ausbildung der zweiten (39) und der dritten Steuerkante 43 an einem kraftbetätigten Steuerschieber 19 zu verstehen. Diese Kompensationsmittel lassen sich ohne zusätzlichen Raumaufwand in den bereits vorhandenen Wegeventilen integrieren, wobei auch eine Einrichtung zur Kompensation der Querkraft 34 weiterhin verwendet werden kann.
Die Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil eines zweiten Wegeventils 70, das sich vom ersten Wegeventil 10 nach Figur 1 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Das zweite Wegeventil 70 verwendet als Kompensationsmittel ein druckabhängig verstellbaren Drosselventils 71, das im Gehäuse 12 im Bereich zwischen Sperrventil 47 und Steuerschieber 19 angeordnet ist. Das Drosselventil 71 weist einen längsbeweglichen Schieber 72 auf, der in einer parallel zur Sacklochbohrung 49 und zur Schieberbohrung 18 verlaufende Längsbohrung 73 geführt ist. Der Drosselschieber 72 wird einerseits von einer Feder 74 und in entgegengesetzter Richtung vom Druck in der Motorkammer 32 beaufschlagt. Der Drosselschieber 72 kann mit einem Kolbenabschnitt 75 eine Bohrung 76 mehr oder weniger stark zusteuern und bildet somit eine verstellbare Drosselstelle in der Steuerleitung 64 im Bereich zwischen dem Steuerdruckraum 54 und der dritten Steuerkante 43.
Die Figur 5 zeigt ein sehr vereinfachtes Schaltschema für das zweite Wegeventil 70 nach Figur 4, soweit es die Senkenstromregelung betrifft. Dabei ist deutlich erkennbar, daß das druckabhängig verstellbare Drosselventil 71 im Vorsteuerkreis des Sperrventils 47 in Reihe zwischen die Eingangsdrossel 55 und die zweite Steuerkante 39 geschaltet ist.
Die Wirkungsweise des zweiten Wegeventils 70 entspricht in soweit der Funktion des ersten Wegeventils 10, als auch hier bei einer Senkenstromregelung die zweite Steuerkante 39 mit ihren Steuerausnehmungen 41 als Meßblende für den abfließenden Volumenstrom dient. Zur Verbesserung der Regelqualität für die lastdruckkompensierte Abflußstromregelung wird jedoch zusätzlich das druckabhängig verstellbare Drosselventil 71 eingesetzt, das im Vorsteuerkreis des Sperrventils 47 als Druckregler wirkt. Bei der Senkenstromregelung wird vom Drosselventil 71 der Zwischendruck in der Motorkammer 32 gemessen. Übersteigt dieser Zwischendruck den vorgegebenen Regelwert, so drosselt der Kolbenabschnitt 75 die teilweise geöffnete Steuerleitung 64 stärker an, was zu einer Druckerhöhung im Steuerdruckraum 54 führt und eine Schließbewegung des Schließglieds 48 verursacht. Der vom Hydromotor 11 abfließende Volumenstrom wird vom Sperrventil 47 stärker angedrosselt, wodurch der Zwischendruck in der Motorkammer 32 auf den vorgegebenen Regelwert sinkt und ein lastdruckunabhängiger Volumenstrom über die zweite Steuerkante 39 zum Tank abfließen kann. Bei dieser Senkenstromregelung mit besonderer Druckregelung im Vorsteuerkreis kann die dritte Steuerkante 43 so ausgebildet werden, daß sie nur eine schaltende Auf-Zu-Funktion aufweist. Das Kompensationssystem beim zweiten Wegeventil 70 kann für sich allein wirksam sein, also ohne Meßblendenkorrektur der Steuerausnehmungen 41 am Steuerschieber 19. Das Kompensationssystem am zweiten Wegeventil 70 arbeitet infolge seines vom Steuerschieber 19 getrennten Drosselventil 71 dynamisch erheblich schneller und liefert geringere Abweichungen in den statischen Regelkennlinien.
Die Figur 6 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil eines dritten Wegeventils 80, das sich vom zweiten Wegeventil 70 nach Figur 4 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Das dritte Wegeventil 80 weist ein anderes Drosselventil 81 auf, das im Vorsteuerkreis des Sperrventils 47 in einen Bypass 82 geschaltet ist. Der Drosselschieber 72 weist zu diesem Zweck einen Kolbenabschnitt 83 auf, der bei einer druckabhängigen Betätigung des Drosselschiebers 72 die Verbindung von der Bohrung 76 zu der Bypassbohrung 82 mehr oder weniger stark aufsteuert.
Die Figur 7 zeigt in stark vereinfachter Darstellung das Schaltschema des dritten Wegeventils 80 nach Figur 6, soweit es die Senkenstromregelung betrifft. Daraus ist die Schaltung des verstellbaren Drosselventils 81 in die Bypass-Verbindung 82 klar erkennbar. Die Wirkungsweise des dritten Wegeventils 80 entspricht weitgehend derjenigen des zweiten Wegeventils 70 nach Figur 4.
Selbstverständlich sind an den gezeigten Ausführungsformen Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. Die lastdruckunabhängige Senkenstromregelung mit einem hydraulisch entlastbaren Sperrventil ist nicht auf Wegeventile für einfach wirkende Bauweise begrenzt, sondern läßt sich auch ohne weiteres bei Wegeventile für doppelt wirkende Bauweise anordnen. Bei einem derartigen Wegeventil wird die Hilfsmotorkammer 46 mit einem zweiten Motoranschluß verbunden. Neben einer isolierten Anwendung der Kompensationsmittel beim ersten bzw. zweiten Wegeventil ist es auch möglich, die Kompensationsmittel in einem einzigen Wegeventil miteinander zu kombinieren. Ferner ist es auch möglich, die als Abführstrommeßblende arbeitende zweite Steuerkante mit einem begrenzten maximalen Querschnitt zu versehen, um dadurch in jeder Position des Steuerschiebers eine Senkbremsventilfunktion zu erzielen. Selbstverständlich lassen sich an der zweiten und dritten Steuerkante des Steuerschiebers 19 sowie am Sperrventil 47 auch andere Steuerfasen verwenden, soweit sie sich für eine Feinsteuerung und stetige Drosselung eignen.

Claims

Hydraulisches Wegeventil (10, 70, 80) zur Steuerung eines Hydromotors (11), insbesondere in einem hydraulischen Hubwerk zum Heben, Senken und Halten eines Arbeitsgeräts, mit in einem Gehäuse (10) längsbeweglich angeordneten Steuerschieber (19), der mit wenigstens einer ersten Steuerkante (38) die Verbindung zwischen einem Zulaufanschluß (14) und einem Motoranschluß (15) und mit wenigstens einer zweiten Steuerkante (39) die Verbindung vom Motoranschluß (15) zu einem Rücklaufanschluß (17, 33) steuert und mit einem den Motoranschlß (15) gegen eine Motorkammer (32) absichernden, hydraulisch vorgesteuerten als Sitzventil ausgebildeten Sperrventil (47), dessen Schließglied (48) von einer Feder (53) belastet ist und einen Steuerdruckraum (54) begrenzt, der in eine vom Motoranschluß (15) zum Rücklaufanschluß (17, 33), parallel zur zweiten Steuerkante (39) geführte Steuerleitung (64) geschaltet ist, die über eine dritte, zumindest eine schaltende Funktion ausübende Steuerkante (43) des Steuerschiebers (19) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das als Sitzventil (51, 52) ausgebildete Sperrventil (47) eine zur Drosselung des Volumenstroms geeignete Steuerkante (52, 62) aufweist und daß Kompensationsmittel (22, 41, 43; 71; 81) vorgesehen sind, die abhängig vom Druck in der zwischen Sperrventil (47) und zweiter Steuerkante (39) liegenden Motorkammer (32) den Druck im Steuerdruckraum (54) so verändern, daß das Sperrventil (47) den Volumenstrom vom Hydromotor (11) zum Rücklaufanschluß (17) lastdruckunabhängig steuert.
Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsmittel (22, 41, 43) am Steuerschieber (19) ausgebildet sind.
Wegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsmittel einen von mindestens einem Proportionalmagneten (24) gegen die Kraft einer Feder (22) auslenkbaren Steuerschieber (19) aufweisen, an dem die zweite Steuerkante (39) eine Steuerausnehmung (41) aufweist, die bei zum Rücklauf abfließendem Volumentrom mit zunehmendem Druck stromaufwärts der zweiten Steuerkante (39) eine zunehmende Rückstellkraft in Schließrichtung des Steuerschiebers (19) erzeugt und daß ferner die dritte Steuerkante (43) als proportional zur Auslenkung des Steuerschiebers (19) arbeitende Drosselkante ausgebildet ist.
Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stetig arbeitenden, zweite und dritte Steuerkante (39, 43) am Steuerschieber (19) so angeordnet sind, daß sie gleichsinnig öffnen bzw. schließen.
Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsmittel als ein vom Druck in der Motorkammer (32) verstellbares Drosselventil (71; 81) ausgebildet sind, das an die Steuerleitung (64) stromabwärts der Steuerdruckkammer (54) und stromaufwärts der dritten Steuerkante (43) angeschlossen ist und mit dem Sperrventil (47) als vorgesteuerter Druckregler zusammenarbeitet.
Wegeventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das verstellbare Drosselventil (71) in der Steuerleitung (64) in Reihe geschaltet ist, insbesondere in Serie zu einer Eingangsdrossel (55) und zur dritten Steuerkante (43).
Wegeventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das verstellbare Drosselventil (81) zu dem von der Steuerleitung (64) und der Eingangsdrossel (55) gebildeten Steuerkreis in einen Nebenschluß (82) geschaltet ist, insbesondere zwischen den Steuerdruckraum (54) und den Motoranschluß (15).
Wegeventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (71, 81) einen längsbeweglichen Drosselschieber (72) aufweist und im Gehäuse (12) im Bereich zwischen Sperrventil (47) und Steuerschieber (19) achsparallel zu letzteren angeordnet ist.
Wegeventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Steuerkante (43) als proportional zur Auslenkung des Steuerschiebers (19) arbeitende Drosselkante ausgebildet ist.
Wegeventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (48) des Sperrventils (47) im wesentlichen als einteiliger Sitzventilkörper ausgebildet ist, der eine der Steuerdruckkammer (54) zugewandte große wirksame Fläche (56) aufweist, ferner eine dem Motoranschluß (15) zugeordnete kleine wirksame, ringförmige Fläche (57) hat und eine der Motorkammer (32) zugewandte mittlere wirksame Druckfläche (58) aufweist.