EP0853731A2 - Elektrohydraulische steuerventilanordnung - Google Patents

Elektrohydraulische steuerventilanordnung

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EP0853731A2
EP0853731A2 EP96933364A EP96933364A EP0853731A2 EP 0853731 A2 EP0853731 A2 EP 0853731A2 EP 96933364 A EP96933364 A EP 96933364A EP 96933364 A EP96933364 A EP 96933364A EP 0853731 A2 EP0853731 A2 EP 0853731A2
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EP
European Patent Office
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control valve
piston
main control
follow
valve
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EP96933364A
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Eckehart Schulze
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/042—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
    • F15B13/043—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves
    • F15B13/0435—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves the pilot valves being sliding valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/08—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor
    • F15B9/10—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor in which the controlling element and the servomotor each controls a separate member, these members influencing different fluid passages or the same passage
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    • Y10T137/86582—Pilot-actuated
    • Y10T137/86614—Electric

Definitions

  • the invention relates to an electrohydraulic control valve arrangement for controlling the pressure medium inflow and outflow to and from a linear or rotary hydraulic motor, with a main control valve designed as a 3-position valve, one in a bore of its housing in alternati ⁇ ven directions between deflectable piston has the maximum amounts in alternative functional positions I and II of the main control valve correspond to released cross-sections of flow paths, which with increasing deflection of the piston from a (function-neutral) central position 0 steadily, essentially released in proportion to the displacement and released when the piston approaches are reduced accordingly to its central position, the piston deflections by means of an electro-hydraulic pilot valve arrangement which is electrically guided by the setpoint value, by means of alternative pressurization and relief of two control chambers of the main control valve are controllable.
  • Such an electrohydraulic control valve arrangement is the generally known proportional valve ("Der Hydrauliktrainer", Vogel-Verlag, Würzburg, 1st edition 1978, pages 143 to 145), which in a typical embodiment is a 4/3-way valve as the main control valve and two by means of a proportional magnet, which generates an actuating force proportional to the current strength, comprises controllable pressure control valves as a pilot valve arrangement via which the control chambers of the main control valve can be pressurized and relieved of pressure.
  • proportional valve Determinal valve
  • the known proportional valve has at least the following disadvantages due to its construction described so far: Due to the always existing friction between the magnetic core and housing elements of the pressure control valves, their response behavior is subject to hysteresis, so that a defined opening cross section of the main control valve is not also uniquely assigned to a defined value of the excitation current. Such friction effects have the greater effect in the sense of increasing a caster error between the target and actual position of the main control valve piston, the lower the time rate at which the excitation current of the pilot valves is changed in order to achieve a desired time course of the respective valve setting.
  • the object of the invention is therefore to improve a control valve arrangement of the type mentioned at the outset in such a way that a largely hysteresis-free control of the main control valve and also a more sensitive response behavior of the control valve arrangement as a whole is achieved.
  • an electrohydraulic follow-up level valve is provided as an electrohydraulic pilot valve arrangement, which operates with an electromechanically controllable position setpoint specification and mechanical position actual value feedback.
  • the overrun control valve comprises a housing element which is arranged in a connection block which is fixedly connected to the housing of the main control valve and which can be moved in a pressure-tight manner with respect to this connection block, and a piston element which in turn is arranged in the housing element in a pressure-tight manner, the one of which Elements serves as a setpoint specification element, which is controlled by a controllable electric motor in alternative directions for executing incremental deflections with respect to the other element.
  • the overrun control valve is provided with a valve spring arrangement which, in the non-activated state of the setpoint specification motor, if necessary against a residual holding torque of this motor still present, sets the setpoint specification element to that which is assigned to the functionally neutral central position of the main control valve Setpoint specification position sets or resets.
  • the control valve arrangement according to the invention at least conveys the following functionally advantageous properties, for the explanation of which it is assumed that the piston is used as the setpoint input element of the follow-up control valve and the sleeve-shaped housing element coaxially surrounding the piston is used as the position / actual value feedback element , wherein the piston can be driven by means of a rack and pinion drive driven by a stepper motor as a setpoint specification motor, which simultaneously acts as a reduction gear, for the execution of incremental deflections with respect to the sleeve-shaped housing element of the follow-up control valve and the sleeve-shaped housing element of the follow-up control valve - play-free - is coupled to the piston of the main control valve in such a way that its deflections follow those of the setpoint input piston, the sleeve-shaped housing element in turn moving the piston of the main control valve via a gear mechanism can be functionally coupled, which converts deflections of the main control valve piston into correlated follow-up movements of the
  • the overrun control valve is thus independent of the sense of change of the setpoint specification and that of the piston position of the main control valve to its function-neutral middle position if the actual position of the main control valve piston is equal to its setpoint, which has been adjusted by stepper motor-controlled displacement of the setpoint specification piston of the overrun control valve.
  • the increments of the incremental deflections of the setpoint specification piston of the follower control valve can be controlled electronically in a simple manner and their amount can be predetermined within wide limits, so that a sufficiently finely graduated, quasi-continuous adjustability of the main control valve to the required flow cross sections is possible.
  • problems which result in the known proportional valve from a “hum” (dither current) modulation of magnetic excitation currents do not occur in the control valve arrangement according to the invention.
  • valve spring arrangement of the follow-up control valve which resets its setpoint input piston, as soon as activation by the setpoint input motor is canceled, to the setpoint input position assigned to the neutral central position of the main control valve, is achieved in a simple manner that a hydraulic drive unit controlled by means of the control valve arrangement according to the invention comes into a safe state when the setpoint value control is switched off, even if the operating pressure source is still in operation.
  • claims 2 and 3 indicate alternative designs of the control valve arrangement in which the respective position feedback element of the overrun control valve can be rigidly connected to the piston of the main control valve and in this respect a particularly simple construction of the control valve arrangement is provided .
  • the main control valve of the control valve arrangement can be designed as a rotary slide valve and the follow-up control valve can be designed as a linear slide valve, in which case a transmission device is provided which azimuthally deflects the piston of the main control valve into linear displacements of the Feedback element of the follow-up control valve is implemented.
  • the main control valve is designed as a linear slide valve and the follow-up control valve as a rotary slide valve, the actual value feedback element via a coupling device, the linear deflections of the piston of the main control valve into azimuthal deflections of the actual value feedback element of the follow-up control valve, with which the main control valve piston is coupled in motion, the setpoint input element of the follow-up control valve being connected in a rotationally fixed manner to the output shaft of the electrical setpoint specification motor, are characterized by the features of claims 6.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a control valve arrangement imparting the function of a proportional valve with a main control valve designed as a linear slide valve and a follow-up control valve also designed as a linear slide valve as a pilot valve, in a schematically simplified longitudinal sectional view;
  • FIG. La shows a hydraulic circuit diagram to explain the function of the control valve arrangement according to FIG. 1;
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of a control valve arrangement which is functionally analogous to the control valve arrangement according to FIG. 1, with a main control valve designed as a linear slide valve and a follow-up control valve designed as a rotary slide valve, in a sectional view corresponding to FIG. 1;
  • FIG. 2a shows a valve spring arrangement of the follow-up control valve according to FIG. 2, through which this arrives in the non-activated state of the setpoint input motor in that configuration which corresponds to the setpoint activation of the neutral central position of the main control valve, partly in section along the line Ila-IIa of FIG. 2;
  • FIG. 2c shows a section along the line IIc-IIc of FIG. 2 to explain a play-free coupling of movement of the piston of the main control valve with the actual value feedback element of the follow-up control valve of the control valve arrangement according to FIG. 2 mediating tensioning device.
  • the electrohydraulic control valve arrangement designated overall by 10 in FIG. 1, comprises a main control valve which can be actuated by hydraulic pressure and is designated overall by 11 and which, through alternative pressurization and relief in control chambers 12 and 13 from its illustrated basic position 0 is switchable into alternative functional positions I and II, and as a pilot valve a follow-up control valve, generally designated 14, which operates with electrically controllable specification of the desired position of the piston 16 of the main control valve 11 and mechanical feedback of the actual position of the piston 16.
  • control valve arrangement 10 is used to control the operation of a rotary hydraulic motor 17 whose alternative directions of rotation - clockwise and counterclockwise - the alternative radio tion positions I and II of the main control valve 11 are assigned, the speed of the engine being adjustable by the volume flow of the hydraulic operating medium which is supplied and discharged via the main control valve 11.
  • the basic position of the main control valve 11 shown in FIG. 1, designated 0 in FIG. 1 a, is assigned to the standstill of the rotary hydraulic motor 17.
  • the main control valve 11 is designed as a linear slide valve, the piston 16 of which can be pushed back and forth in the direction of the central longitudinal axis 18 of a housing bore 19 extending between the control chambers 12 and 13, the end positions in this regard being caused by a stop action between end pieces 21 and 22 of the piston 16 are marked with these respective opposite end walls 23 and 24 of the control chambers 12 and 13.
  • the main control valve 11 is designed as a 4/3-way valve, in its illustrated basic position 0 a P supply connection 26 connected to the pressure output of a pressure supply unit, not shown, and a T return connection 27 connected to the unpressurized reservoir of the pressure supply unit are blocked against an A control connection 28 and also against a B control connection 29 of the main control valve, by means of whose alternative pressurization and relief the drive control of the consumer 17 takes place.
  • this reaches its functional position I when the piston 16 is displaced to the left by pressurizing the right control chamber 13 as shown in FIG.
  • the main control valve 11 is designed as a proportional valve in which, with increasing displacement of its piston 16 from its central position corresponding to the basic position 0, depending on the direction of this deflection, the flow paths 31 and 32 or 33 and 34 released in the alternative functional positions I and II are released with increasingly larger cross sections, each of which reaches its maximum values in the end positions of the piston.
  • the main control valve 11 is conventionally designed as follows:
  • This inner bore section 19 ' forms the radially outer, housing-fixed Limitation of an annular space 51 which is in constantly communicating connection with the P supply connection of the main control valve 11.
  • This annular space 51 is axially movable by the adjacent annular end faces of the central piston flanges 37 and 38 which are connected to one another by the central piston rod 42 and which, with the outer edges of their adjacent annular end faces, form inner control edges 52 and 53 on the piston side, the axial control edges thereof Distance is equal to that of the inner control edges 44 and 46 of the A control groove 47 and the B control groove 48 from each other.
  • the A control groove 47 and the B control groove 48 of the valve housing 49 each connect via an outer control edge 54 and 56, marked by the radially inner edge of their axially outer groove flank, to bore sections 19 ′′ and 19 ′′ ′′, which housing ⁇ form fixed radial boundaries of annular spaces 57 and 58, which communicate with one another via a housing channel 59 and are connected together to the return port 27 of the main control valve 11.
  • the clear widths of the A control groove 47 and the B control groove 48 of the main control valve housing 49 measured in the direction of the central longitudinal axis 18 of the housing bore 19 correspond to the axial thicknesses of the two central piston flanges 37 and 38 of the main control valve piston 16, the two of them turned ring end faces with their radially outer edges form axially outer control edges 61 and 62, which in the illustrated basic position 0 of the main control valve 11 as well as the axially inner control edges 52 and 53 of the inner piston flanges 37 and 38 have a zero overlap the housing-side control edges 54 and 56 or 44 and 46 stand, so that in this basic position 0 both annular spaces 57 and 58 communicating continuously with the pressureless storage container of the pressure supply unit against the housing-side control nuts 47 and these in turn against the central one , with the P- Supply port 26 communicating annulus 51 of the main control valve are shut off.
  • T-ring spaces 57 and 58 connected to the unpressurized storage container of the supply unit are delimited in a pressure-tight manner by the end flanges 36 and 39 of the piston 16 of the main control valve 11 against its control chambers 12 and 13.
  • the main control valve 11 By pressurizing the left control chamber 12 and relieving the pressure on the right control chamber 13, the main control valve 11 reaches its functional position II, in which the A control groove 47 with the left T-ring space 57 and the B control groove 48 with the central P- Annulus 51 are communicatively connected.
  • the amounts of the cross sections of the flow paths 31 and 32 or 33 and 34 of the main control valve 11 released in the alternative flow positions I and II are adjustable by means of the follow-up control valve 14, by means of which the pressurization and relief of the control chambers 12 and 13 of the main control valve 11 can be controlled.
  • the follow-up control valve 14 is in a largely structural analogy to the main control erventil 11 formed as a linear slide valve, which is arranged with a parallel course of the central longitudinal axis 68 to the central longitudinal axis 18 of the main control valve 11.
  • the follow-up control valve 14 also mediates the function of a 4/3-way valve, for its piston, designated overall by 66, and its housing 99, apart from cross-sectional dimensions and a larger axial distance between the central piston flanges 87 and 88, between which there are the P-ring space 101 of the follow-up control valve 14 extends, the same configuration of piston-side control edges 102, 103, 111 and 112 as housing-side control edges 94, 96, 104 and 106 is provided, as is the case with the main control valve 11.
  • the housing 99 of the follow-up control valve 14 is designed as an externally cylindrical sleeve which slides in a pressure-tight manner in a bore 113, coaxial with the central longitudinal axis 68 of the follow-up control valve 14, of a housing block 114, which is firmly connected to the housing 49 of the main control valve 11 is guided back and forth.
  • the A control connection 78 is connected to the right control chamber 13 of the main control valve according to FIG. 1, while the B control connection 79 of the follower control valve 14 is connected to the left control chamber 12 of the main control valve 11.
  • the relevant connection channels are designated 116 and 117, respectively.
  • the piston 66 of the follow-up control valve 14 has a central position centered by valve springs 118 and 119, which is the setpoint value position for the illustrated basic position of the piston 16 of the main control valve 11, which is connected to the housing 99 of the follow-up control valve via a schematically indicated bridge 121 14 is connected fixedly.
  • This assignment of the basic positions 0 of the follow-up control valve 14 and the main control valve 11 is made by the precision of the production and, if appropriate, the adjustability of the mechanical connection between the main control valve piston 16 and the pistons 66 of the follow-up control valve 14 and the adjustability of the basic position of the valve piston 66 of the follow-up control valve 14 reached.
  • the related adjustability of the piston position is indicated in FIG. 1 by an adjusting screw 122, by means of which a support block 123, on which one valve spring 118 is supported on the housing side, is axially displaceable, while the other valve spring 119 is axially supported on an opposite end wall 124 of the housing block 114 containing the follow-up control valve 14.
  • the piston 66 is provided at its one end, as shown in FIG. 1 on the right, with a slim, rod-shaped extension 126 which penetrates the right valve spring 119 centrally, which extends through a central bore 127 in the end end wall 124 and is designed as a rack 128 at its free end , with the teeth of which the drive pinion 129 of an electric stepping motor 131 is in mesh-free engagement.
  • the stepper motor 131 can be controlled by output pulses from an electronic control unit 132 for executing incremental rotary movements in the possible alternative directions of rotation.
  • an electronic control unit 132 By driving the stepping motor 131 in the represented by the arrow 133 direction of rotation (+) ⁇ of Ven ⁇ undergoes tilkolben 66 of the servo control valve 14, based on the illustrated basic position 0 a ⁇ with this angular amount correlated deflection ⁇ , according to the illustration of FIG.
  • the main control valve 11 can be controlled in an analogous manner into its functional position II and can be set to defined values of the opening cross sections of the flow paths 33 and 34 which are cleared in this functional position II.
  • the associated gradability of the opening cross sections of the main control valve 11 in its two functional positions I and II corresponds practically to a continuous change in the opening cross sections of the respective flow paths.
  • valve springs 118 and 119 which act on the valve piston 66 of the follow-up control valve 14, which is used as the setpoint value element, are designed such that, when the stepping motor 131 is not energized, they are able to overcome its residual holding torque and the To bring valve piston 66 in its neutral central position, with the result that, as long as the pressure supply is in operation, that too Main control valve is returned to its home position 0.
  • Control valve arrangement shown in FIG. 2 is functionally largely analogous to the control valve arrangement 10 according to FIG. 1 and differs from it essentially only in the design of the wake.
  • Control valve 14 ' as a rotary slide valve and the resulting design of the piston 16' of the main control valve 11 ', which mediates the movement coupling thereof with the position value feedback element 99' of the follower control valve 14 '.
  • the setpoint value of the position of the piston 16 'of the main control valve 11' is adjusted by rotating its central piston 66 'around the central longitudinal axis.
  • se 68 'of the follow-up control valve 14' which is attached to the main control valve 11 'with a perpendicular course of its central longitudinal axis 68' to the central longitudinal axis 18 of the main control valve 11 '.
  • the piston 66 'of the run-on control valve 14' serving as the setpoint specification element is connected in a rotationally fixed manner to the output shaft 146 of the stepping motor 131, which is in meshing engagement with the piston 66 'by means of an outer straight toothing with an inner straight toothing .
  • the setpoint specification piston 66 'of the follow-up control valve 14' which is rotatably mounted in a pressure-tight manner in the central through bore 69 'of the sleeve-shaped housing element 99', which in turn is central in the connection block 114 'of the follow-up control valve 14' penetrating bore 113 'of the connecting block 114' of the follow-up control valve 14 'is rotatably mounted in a pressure-tight manner about its central longitudinal axis 68', is rotatably fixed with a stop angle generally designated 147 bound, which protrudes between free leg ends 148 and 149 (Fig.
  • leg spring 151 which is under an azimuthal bias, through which the free leg ends are exposed to opposite azimuthal forces and against mutually facing stop surfaces of the stop angle 147 be pushed.
  • the leg spring 151 is secured against rotation about the central longitudinal axis 68 'and, as a result, and its pretension, which is sufficient to overcome a holding torque still released by the stepper motor 131 when it is de-energized, has the effect that Setpoint specification piston 66 'in the de-energized state of stepper motor 131 reaches the defined azimuthal position ⁇ shown in FIGS. 2 and 2a, which is assigned to the neutral neutral position 0 of main control valve 11' shown as the setpoint specification position is.
  • the reset device 147, 151 of the rotary slide valve control valve 14 'according to FIG. 2, formed by the leg spring 151 and the stop arm 147 and functionally corresponding to the valve springs 118 and 119 of the "linear" follow-up control valve 14 according to FIG. 1, is more detailed realized as follows:
  • the stop bracket 147 comprises a stable fixing sleeve 152, which coaxially encloses a section of the output shaft 146 of the stepping motor 131 and which is provided at its valve-side end with an internal spline which has a short section of the outer spline of the output shaft 146 of the stepping motor 131 is in meshing engagement and is thus connected in a rotationally fixed manner to this output shaft 146.
  • the fixation sleeve 152 is secured by grub screws 153 against axial displacements with respect to the drive shaft 146.
  • flange-shaped edge 153 'of the fastening sleeve 152 of the stop angle 147 there is a radial flattened rod-shaped one Leg 154, at the radially outer end of which, at right angles to the radial leg 154 and pointing towards the valve, is connected by a round rod-shaped stop leg 156 of the stop angle, the central axis 157 of this stop leg 156 parallel to the central longitudinal axis 68 'of the follow-up control valve 14 'runs.
  • the leg spring 151 has, with the central axis 68 'of the follow-up control valve 14', coaxial turns 158 of the same inside diameter, which in the special embodiment shown is the same as the diameter of the bore 113 'of the connecting block 114' of the follow-up control valve 14 'is.
  • an anchor pin 159 and a stop pin 161 with a circular cross section are provided with respect to the central longitudinal axis 68 'of the follow-up control valve, both of which are of the 131 motor or face the end face of the connection block 114 'of the overrun control valve 14' facing the stop angle 147.
  • the central longitudinal axis 162 of the anchor pin and the central longitudinal axis 163 of the stop pin 161 run parallel to the central longitudinal axis 68 'of the follow-up control valve 14', with the central longitudinal axis 163 of the stop pin 161 and the central longitudinal axis 68 'of the follow-up valve Control valve 14 'defines a "central" radial plane 164, in which the central longitudinal axis 157 of the stop leg 156 of the stop angle 147 also extends, and also its radial center plane 166 when the central piston 66' of the follow-up control valve 14 'is in its setpoint preset position assigned to the basic position 0 of the main control valve 11'.
  • the leg spring 151 has, as can also be seen from the detailed illustration in FIG. 2b, in the embodiment selected for the explanation.
  • exemplary embodiment four "inner”, self-contained windings 158, which run radially from the fixing sleeve 152 of the stop angle 147 and each enclose them with the full circumferential angle of 360 ', and on each end face of the leg spring an end wall 167 or 168, the radial plane 164 of the orientation ⁇ , which is marked by the central longitudinal axes 68 'and 163 of the follow-up control valve 14' or the stop pin 161, only over part of the circumference of the inner windings 158 extend.
  • these final partial windings 167 and 168 are connected with the radially or approximately radially extending free leg ends 148 and 149 of the leg spring 151 with a smooth curvature which corresponds approximately to that of the stop pin 161 .
  • One of the central windings which is arranged between two "complete” windings 158 completely enclosing the fixing sleeve, can be provided within a azimuthal winding area of a total of about 60 "with a U-shaped, radial bulge 169, through which the anchor pin 159, which is arranged diametrically opposite the stop pin 161, the form-fitting encompassing arrangement on the outside, the leg spring 151 in the arrangement shown in FIG. 2a is secured against rotation about the central longitudinal axis 68 'of the follow-up control valve 14'.
  • the partial windings 167 and 168 only extend over a circumferential area of approximately 160 ′, related to the longitudinal center plane 171 running between the free leg ends 148 and 149. , so that a "clear" azimuthal distance of about 40 "remains between their free leg ends 148 and 149, ie a positive overlap of the terminal partial windings 167 and 168 is not given in the circumferential direction.
  • leg spring 151 For the intended function of the leg spring 151, namely in the de-energized state of the stepping motor 131, to rotate the setpoint value piston 66 'of the follow-up control valve 14' into the orientation which is assigned to the basic position 0 of the main control valve 11 '
  • the required azimuthal pre-tension is impressed on the leg spring 151 in that during assembly it is brought into the configuration shown in solid lines in FIG. 2a, in which the outer, terminal partial windings 167 and 168 are radially dialed Within the stop pin 161 past this, overlap on a circumferential area due to its diameter and with its radially extending free leg ends 148 and 149 are supported on opposite sides of the stop pin 161 on this - azimuthally -.
  • the stepping motor 131 is positioned with the orientation of its stop angle 147 in which the stop leg 156 of the Stop angle 147 engages radially outside the stop pin 161 between the free leg ends 148 and 149 of the partial turns 167 and 168 and is fixed in this position on the housing block 114 'of the follow-up control valve 14', as a result of which the radial orientation ⁇ of the radial plane 164 of the angle bracket 147, which with the output swelle of the stepper motor 131 is rotatably connected, the basic position 0 of the follow-up control valve
  • the overrun control valve 14 ' is designed in such a way that by rotating its central valve piston 66' in the direction of the arrow 172 in FIG. 2a, which can be controlled by means of the stepper motor 131, that is clockwise as viewed in the direction of the arrow 173 in FIG reaches its functional position I, in which the right control chamber 13 of the main control valve 11 'is pressurized via the A control connection 78' of the follow-up control valve 14 'and the left control chamber 12 of the main control valve 11' via the B control connection 79 'de ⁇
  • Follow-up control valve 14 ' is relieved of pressure, with the result that also the main control valve 11' with an axial deflection linked to the azimuthal deflection of the central piston 66 'of the follow-up control valve 14' relative to the basic position of its valve piston 16 'in its functional position I is controlled.
  • the main control valve 11 ' can be controlled in its functional position II by means of stepper motor-controlled azimuthal rotation of the central piston 66' of the follow-up control valve 14 'in the direction of arrow 174 in FIG. 2a, in which its valve piston 16' is related on its neutral central position 0, a deflection "to the right" is experienced, which is monotonically correlated with the azimuthal deflection of the central overrun control valve piston 66 '.
  • Control valve assembly 10 ' according to FIG. 2 ABG so successive 3 estimmt that the maximum deflection of 3 en ⁇ l ⁇ max and ⁇ 2 0 max of the piston 16' of the main control valve 11 'in the sense of Ein ⁇ the functional position acquisition I or II azimuthal displacements ⁇ ⁇ ⁇ lmax or of piston 66 'in the direction of arrows 172 and 174 of FIG. 2a, which are each 30', as represented in FIG. 2a by the azimuthal orientations ⁇ 1 and ⁇ 2 of the radial central plane 166 of the stop angle 147 of the follow-up control valve 14 '.
  • the diameter of the spherical head 177 of the coupling element 143 corresponds, apart from an undersize of a few hundredths of a millimeter, to the clear width of the annular groove 144 of the piston 16 ', into which the coupling element 143 projects radially or approximately radially.
  • the thickness of the rod-shaped part 178 of the coupling element 143 is smaller than the diameter of its spherical head 177.
  • the radial distance r between the central longitudinal axis 179 of the coupling element 143 and the central longitudinal axis 68 'of the follower control valve 14' which is generally related to the relationship
  • one function which mediates the function of a torsion spring is provided with a total of 181 clamping device, which exerts azimuthally supported torque on the sleeve-shaped housing element 99 'of the follow-up control valve 14' on the central piston 66 ', which is non-rotatably connected to the output shaft 146 of the stepping motor 131, due to which the head 177 of the coupling element 143, which is connected in a rotationally fixed manner to the sleeve-shaped housing element 99 ', is held reliably in contact with the one groove cheek 182 of the annular groove 144 of the piston 16' of the main control valve 11 '.
  • This tensioning device 18 comprises a helical spring 183 which is under tensile prestress and which on an azimuthal region which is somewhat is smaller than the angle complementary to the total swivel range ⁇ ⁇ .l.max ⁇ "of the sleeve-shaped housing part 99 'of the follow-up control valve 14' to 360 ', of an outer, concave groove 184 of an only slightly expanded in the axial direction End portion 186 (FIG. 2) of the sleeve-shaped housing part 99 'protruding from the central bore 113' of the connection block 114 'towards the main control valve 11'.
  • the radius of curvature of this groove 184 is slightly larger than that of the spring coils, which are accommodated by a radially inner 180 'region of this concave groove 184 and are supported at the bottom thereof.
  • the short end section 186 of the sleeve-shaped housing part 99 'of the follow-up control valve 14' used as a mechanical feedback element passes through one opposite the central bore 113 'of the connection block 114' of the follow-up control valve 14 ', in which the sleeve-shaped housing part 99' is pressure-tight on sections of its length is arranged in a slidably rotatable manner, enlarged bore step 187, the diameter of which is slightly larger than the outer diameter of the helical spring 183, the radial clear width of the tubular section between the bore step 187 and the outer circumferential surface of the end section 186 of the sleeve-shaped bearing the helical spring 183 Housing part 99 'remains the annular gap 188 smaller than the diameter of the
  • the central valve piston 66 ' there is a stop in the area which exits from the end section 186 of the sleeve-shaped housing part 99' on the azimuthal area of approximately 300 'coaxially and emerges from the central bore 113' of the connection block 114 'towards the main control valve 11' ⁇ pin 189 firmly inserted, which projects radially on one side into the "free" annular gap area 188 ', the azimuthal width radial end faces by the azimuthal distance is determined 191 and 192 extending in the axial direction over the depth - axial extension - of the coil spring 183 bearing terminally portion 186 99 'of the post ⁇ running control valve 14' extend the sleeve-shaped Gepurteil ⁇ .
  • the design of the sleeve-shaped housing part 99 'of the run-on control valve 14' and the orientation of the stop pin 189 fixedly connected to the setpoint-specified piston 66 'of the run-on control valve 14' are coordinated with one another in such a way that, in the equality of position
  • the setpoint and position value of the piston 16 'of the main control valve 11' corresponding to the central position 0 of the follow-up control valve 14 ', the radial plane containing the central longitudinal axis 193 of the stop pin 189 and the central longitudinal axis 68' of the follow-up control valve 14 ' halves the angle ⁇ , which the radial one Include end faces 191 and 192 of the end section 186 of the sleeve-shaped housing part 99 'which carries the helical spring 183.
  • This angle is chosen to be sufficiently large that the central piston 66 ', based on the illustrated central position of the stop pin 189, by the maximum control angle ⁇ ⁇ l, max and can be rotated clockwise and counterclockwise with respect to the sleeve-shaped housing part 99 ', without the fact that it has no play-free engagement with the piston 16' of the main control valve 11 '.
  • One end 194 of the helical spring 183 is fastened to the free end section 189 'of the stop pin 189, while the other end 196 is fixed in the immediate vicinity of the radial end face 192, on the sleeve-shaped housing part 99', the azimuthal distance from which Stop pin 189, seen in the direction of the spring 183, corresponds approximately to its azimuthal orientation.

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Abstract

Eine elektrohydraulische Steuerventilanordnung (10) zur Bewegungssteuerung eines Hydromotors umfasst ein durch alternative Druckbeaufschlagung und -entlastung zweier Steuerkammern betätigbares Hauptsteuerventil (11) und zu seiner diesbezüglichen Sollwert-geführten Vorsteuerung ein elektro-hydraulisches Nachlauf-Regelventil (14), das mit elektronisch steuerbarer Positions-Sollwert-Vorgabe und mechanischer Positions-Istwert-Rückmeldung arbeitet. Das Nachlauf-Regelventil (14) umfasst ein hülsenförmiges Gehäuseelement (99), das in einem mit dem Gehäuse des Hauptsteuerventils (11) fest verbundenen Anschlussblock (114) druckdicht beweglich angeordnet ist, sowie einen seinerseits in dem hülsenförmigen Gehäuseelement druckdicht beweglich angeordneten Kolben (66), der zur Positions-Sollwert-Einsteuerung mittels eines steuerbaren Elektromotors (131) in alternativen Richtungen zur Ausführung inkrementaler Auslenkungen gegenüber dem hülsenförmigen Gehäuseelement (99) antreibbar ist, das als Positions-Istwert-Rückmeldeelement dient, das mit dem Kolben (16) des Hauptsteuerventils (11) kraftformschlüssig bewegungsgekoppelt ist. Das Nachlauf-Regelventil (14) ist mit einer Ventilfederanordnung (118, 119) versehen, die im nicht angesteuerten Zustand des Sollwert-Vorgabe-Motors (131) den Kolben (66) auf die der funktionsneutralen Mittelstellung des Hauptsteuerventils (11) zugeordnete Sollwert-Vorgabe-Position einstellt.

Description

Elektrohvdraulische Steuerventilanordnunα
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Steuerventil¬ anordnung zur Steuerung des Druckmittel-Zustromes und -Abflus¬ ses zu und von einem linearen oder rotatorischen Hydromotor, mit einem als 3-Stellungs-Ventil ausgebildeten Hauptsteuerven¬ til, das einen in einer Bohrung seines Gehäuses in alternati¬ ven Richtungen zwischen Endstellungen auslenkbaren Kolben hat, die maximalen Beträgen in alternativen Funktionsstellungen I und II des Hauptsteuerventils freigegebener Querschnitte von Durchflußpfaden entsprechen, die mit zunehmender Auslenkung des Kolbens aus einer (funktionsneutralen) Mittelstellung 0 stetig, im wesentlichen auslenkungsproportional freigegeben und bei Annäherung des Kolbens an seine Mittelstellung ent¬ sprechend reduziert werden, wobei die Kolbenauslenkungen mit¬ tels einer elektrohydraulischen Vorsteuer-Ventilanordnung, die elektrisch sollwert-geführt ist, durch alternative Druck¬ beaufschlagung und -Entlastung zweier Steuerkammern des Haupt- Steuerventils steuerbar sind. Eine derartige elektrohydrauli¬ sche Steuerventilanordnung ist das allgemein bekannte Propor¬ tionalventil ("Der Hydrauliktrainer", Vogel-Verlag, Würzburg, 1. Auflage 1978, Seiten 143 bis 145) , das in einer typischen Ausbildung ein als 4/3-Wege-Ventil als Hauptsteuerventil und zwei mittels je eines Proportionalmagneten, der eine zur Stromstärke proportionale Betätigungskraft erzeugt, steuer¬ bare Druck-Regelventile als Vorsteuer-Ventilanordnung umfaßt, über die die Steuerkammern des Hauptsteuerventils mit Druck beaufschlagbar und druck-entlastbar sind.
Das bekannte Proportionalventil ist aufgrund seines insoweit geschilderten Aufbaus mit zumindest den folgenden Nachteilen behaftet: Aufgrund stets vorhandener Reibung zwischen den Magnet-An¬ kern und Gehäuselementen der Druckregelventile ist deren An¬ sprechverhalten hysterese-behaftet, so daß einem definierten Wert des Erregerstromes nicht auch in eindeutiger Weise ein bestimmter Öffnungsquerschnitt des Hauptsteuerventils zuge¬ ordnet iεt. Derartige Reibungseffekte wirken sich im Sinne der Vergrößerung eines Nachlauffehlers zwischen Soll- und Ist-Position des Hauptsteuerventilkolbens umso stärker aus, je geringer die zeitliche Rate ist, mit der der Erregerstrom der Vorsteuerventile geändert wird, um einen erwünschten Zeitverlauf der jeweiligen Ventileinstellung zu erzielen. Zwar können extreme Auswirkungen solcher Hysterese-Effekte dadurch einigermaßen wirkungsvoll vermieden werden, daß der Erregerstrom des jeweils angesteuerten Proportionalmagneten zeitperiodisch variiert wird, derart, daß sein zeitlicher Mittelwert einer effektiven Stromstärke entspricht, mit der die gewünschte Anker-Auslenkung verknüpft ist, die wiederum zu einem Vorsteuerdruck führt, der eine erwünschte Positio¬ nierung des Hauptsteuerventilkolbens ergeben soll. Der Anker eines solchermaßen angesteuerten Vorsteuerventils wird da¬ durch ständig in Bewegung gehalten, so daß der im Vergleich zur Gleitreibung höhere Wert der Haftreibung praktisch nicht wirksam werden kann und insoweit die Auslenkung des angesteu¬ erten Ankers stets unter den günstigeren Nebenbedingungen der Gleitreibung möglich ist. Gleichwohl muß auch bei dieser Art der Vorsteuerung in Kauf genommen werden, daß die Ist-Posi¬ tion des Hauptsteuerventilkolbens, einen durch den "Mittel¬ wert" des Erregerstroms des Proportionalmagneten vorgegebenen Sollwert nur relativ träge erfolgt, da weitgehende Überein¬ stimmung von Soll- und Ist-Position erst nach einigen Perio¬ dendauern der periodischen Erregerstrom-Änderungen gegeben sein kann, die diesem durch Überlagerung eines zwischen Ex¬ tremwerten variierenden Wechselstromes mit einem den einzu¬ steuernden Positions-Sollwert korrelierten Gleichstrom aufge¬ prägt werden. Für die in praxi nutzbaren Periodendauern des "Dither"-Stromes, der die periodischen Positions-Änderungen des Vorsteuerventil-Ankers bewirkt, von 10 bis 20 ms, bedeu¬ tet dies, daß sich - zeitlich gemittelte - Gleichheit von Ist- und Sollwert der Position des Hauptsteuerventilkolbens erst nach etwa 1/20 bis 1/5 s ergeben kann, was für zahlrei¬ che Bedarfsfälle zu lange ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Dither-Amplitude des Erregerstromes mit dessen zur Einstellung eines bestimmten Öffnungsquerschnittes von Durch¬ fluß-Pfaden des Hauptsteuerventils erforderlichem Mittelwert vergleichbar ist, d.h. in Fällen, in denen das Hauptsteurven- til mit relativ kleinen Öffnungsquerschnitten seiner Durch¬ flußpfade betrieben werden muß.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Steuerventilanord¬ nung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine weitestgehend hysteresefreie Ansteuerung des Haupt¬ steuerventils und auch ein sensibleres Ansprechverhalten der Steuerventilanordnung insgesamt erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Hiernach ist als elektrohydraulische Vorsteuerventilanordnung ein elektrohydraulisches Nachlauf-Pegelventil vorgesehen, dar mit elektromechanisch steuerbarer Positions-Sollwert-Vorgabe und mechanischer Positions-Istwert-Rückmeldung arbeitet. Zur Realisierung dieses Regelungsprinzips umfaßt das Nachlauf-Re¬ gelventil ein in einem mit dem Gehäuse des Hauptsteuerventils fest verbundenen Anschlußblock angeordnetes Gehäuseelement, das gegenüber diesem Anschlußblock druckdicht beweglich ist, sowie ein seinerseits in dem Gehäuseelement druckdicht beweg¬ lich angeordnetes Kolbenelement, wobei das eine dieser Ele¬ mente als Sollwert-Vorgabeelement dient, das mittels eines steuerbaren Elektromotors in alternativen Riehtungen zur Aus¬ führung inkrementaler Auslenkungen gegenüber dem anderen Ele- ment antreibbar ist, das seinerseits als Positions-Istwert- Ruckmeldeelement dient, das mit dem Kolben des Hauptsteuer¬ ventils kraft-formschlussig bewegungsgekoppelt und dadurch zur Ausfuhrung mit den Auslenkungen des Sollwert-Vorgabeele¬ ments gleichsinniger Nachlaufbewegungen antreibbar ist. Des¬ weiteren ist das Nachlaufregelventil mit einer Ventilfederan¬ ordnung versehen, die im nicht angesteuerten Zustand des Sollwert-Vorgabe-Motors, erforderlichenfalls gegen ein noch vorhandenes Rest-Haltemoment dieses Motors, das Sollwert-Vor¬ gabeelement auf die der funktionsneutralen Mittelstellung des Hauptsteuerventils zugeordnete Sollwert-Vorgabe-Position ein¬ stellt bzw. zurückstellt.
Die erfindungsgemaße Steuerventilanordnung vermittelt zumin¬ dest die folgenden funktionell vorteilhaften Eigenschaften, zu deren Erläuterung angenommen sei, daß als Sollwert-Vorga¬ be-Element des Nachlaufregelventils dessen Kolben und als Po- sitions-Istwert-Ruckmeldeelement dessen den Kolben koaxial umgebendes hülsenförmiges Gehauseelement genutzt seien, wobei der Kolben mittels eines von einem Schrittmotor als Sollwert- Vorgabe-Motor angetriebenen Zahnstangentrieb, der gleichzei¬ tig als Untersetzungsgetriebe wirkt, zur Ausfuhrung mkremen- taler Auslenkungen gegenüber dem hülsenförmigen Gehauseele¬ ment des Nachlaufregelventils antreibbar ist und das hulsen- formige Gehauseelement des Nachlaufregelventils - spielfrei - mit dem Kolben des Hauptsteuerventils bewegungsgekoppelt ist, derart, daß seine Auslenkungen denjenigen des Sollwert-Vorga¬ be-Kolbens folgen, wobei das hülsenformige Gehauseelement seinerseits mit dem Kolben des Hauptsteuerventils über em Getriebe bewegungsgekoppelt sein kann, das mit einem defi¬ nierten Umsetzungsverhaltnis Auslenkungen des Hauptsteuerven¬ tilkolbens in damit korrelierte Nachlaufbewegungen des hül¬ senförmigen Gehauseelements des Nachlaufregelventils umsetzt. Entsprechend dieser Funktion gelangt somit das Nachlaufregel- ventil, unabhängig vom Anderungssinn der Sollwert-Vorgabe und demjenigen der Kolbenposition des Hauptsteuerventils jeweils dann in seine funktionsneutrale Mittelstellung, wenn Gleich¬ heit der Ist-Position des Hauptsteuerventilkolbens mit deren Sollwert gegeben ist, der durch schrittmotor-gesteuerte Ver¬ schiebung des Sollwert-Vorgabekolbens des Nachlaufregelven¬ tils eingesteuert worden ist. Hierdurch sind Hysterese-Effek¬ te der einleitend erläuterten Art, weitestgehend vermeidbar. Die Schrittweiten der inkrementalen Auslenkungen des Soll¬ wert-Vorgabe-Kolbens des Nachlaufregelventils sind elektro¬ nisch auf einfache Weise steuerbar und hinsichtlich ihres Be¬ trages in weiten Grenzen definiert vorgebbar, so daß eine hinreichend fein abgestufte, quasi-kontinuierliche Einstell¬ barkeit des Hauptsteuerventils auf die erforderlichen Durch¬ flußquerschnitte möglich ist. Probleme, die bei dem bekannten Proportionalventil aus einer "Brumm" (Dither-Strom) -Modula¬ tion von Magnet-Erregerströmen resultieren, treten bei der erfindungsgemäßen Steuerventilanordnung prinzipiell nicht auf,
Durch die Ventilfederanordnung des Nachlaufregelventils, die dessen Sollwert-Vorgabekolben, sobald eine Ansteuerung des¬ selben mittels des Sollwert-Vorgabe-Motors aufgehoben ist, in die der neutralen Mittelstellung des Hauptsteuerventils zuge¬ ordnete Sollwert-Vorgabeposition zurückstellt, wird auf ein¬ fache Weise erreicht, daß ein mittels der erfindungsgemäßen Steuer-Ventilanordnung gesteuerte hydraulische Antriebsein¬ heit mit dem Abschalten der Sollwert-Vorgabe-Steuerung in ei¬ nen sicheren Zustand gelangt, auch wenn die Betriebsdruck¬ quelle weiterhin in Betrieb ist.
Durch die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 sind alternative Ge¬ staltungen der Steuerventilanordnung angegeben, bei denen das jeweilige Positions-Rückmeldeelement des Nachlauf-Regelven¬ tils starr mit dem Kolben des Hauptsteuerventils verbunden sein kann und insoweit ein konstruktiv besonders einfacher Aufbau der Steuerventilanordnung gegeben ist. Alternativ hierzu kann jedoch, wie gemäß Anspruch 4 vorgese¬ hen, das Hauptsteuerventil der Steuerventilanordnung als Drehschieberventil und das Nachlaufregelventil als lineares Schieberventil ausgebildet sein, wobei dann eine Getriebeein¬ richtung vorgesehen ist, die azimutale Auslenkungen des Kol¬ bens des Hauptsteuerventils in lineare Verschiebungen des Rückmeldeelements des Nachlaufregelventils umsetzt.
Für die durch die Merkmale des Anspruchs 5 umrissene, kon¬ struktiv einfache und bevorzugte Gestaltung der Steuerventil¬ anordnung, bei der das Hauptsteuerventil als lineares Schie¬ berventil ausgebildet ist und das Nachlaufregelventil als Drehschieberventil, dessen Istwert-Rückmeldeelement über eine Koppeleinrichtung, die lineare Auslenkungen des Kolbens des Hauptsteuerventils in azimutale Auslenkungen des Istwert- Rückmeldeelements des Nachlaufregelventils umsetzt, mit dem Hauptsteuerventilkolben bewegungsgekoppelt ist, wobei das Sollwert-Vorgabeelement des Nachlaufregelventils drehfest mit der Abtriebswelle des elektrischen Sollwert-Vorgabe-Motors verbunden ist, sind durch die Merkmale der Ansprüche 6, 7 und 8 vorteilhaft einfache Gestaltungen der Koppeleinrichtung an¬ gegeben, über die das Positions-Istwert-Rückmeldeelement des Nachlaufregelventils mit dem Kolben des Hauptsteuerventils bewegungsgekoppelt ist. Eine in Kombination hiermit vorgese¬ hene Verspanneinrichtung, durch die Spielfreiheit der Bewe¬ gungskopplung zwischen dem Kolben des Hauptsteuerventils und dem Istwert-Rückmeldeelement des Nachlaufregelventils erziel¬ bar ist, ist in bevorzugter, technisch einfacher und raumspa¬ render Gestaltung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 reali¬ siert .
Für die das Sollwert-Vorgabeelement des Nachlaufregelventils im nicht angesteuerten Zustand des Sollwert-Vorgabemotors in die mit der funktionsneutralen Mittelstellung des Hauptsteu- erventilkolbens verknüpfte Sollwert-Vorgabeposition drängende Ventilfederanordnung sind durch die Merkmale der Ansprüche 11 bis 13 alternativ oder in Kombination nutzbare Ausgestaltun¬ gen angegeben, die insbesondere zweckmäßig sind, wenn das Nachlaufregelventil der Steuerventilanordnung als lineares Schieberventil ausgebildet ist, während durch die Merkmale der Ansprüche 14 und 15 Gestaltungen einer funktionsentspre¬ chenden Ventilfederanordnung angegeben sind, die besonders für ein als Drehschieber-Ventil ausgebildetes Nachlaufregel¬ ventil der Steuerventilanordnung geeignet sind.
Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Steuerventilanord¬ nung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier spezieller Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zei¬ gen
Fig. 1 ein erstes Ausfuhrungsbeispiel einer die Funktion ei¬ nes Proportionalventils vermittelnden Steuerventilan¬ ordnung mit einem als lineares Schieberventil ausge¬ bildeten Hauptsteuerventil und einem ebenfalls als lineares Schieberventil ausgebildeten Nachlaufregel¬ ventil als Vorsteuerventil, in schematisch verein¬ fachter Längsschnittdarstellung;
Fig. la ein hydraulisches Schaltbild zur Erläuterung der Funktion der Steuerventilanordnung gemäß Fig. 1;
Fig. 2 ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel einer zur Steuerven¬ tilanordnung gemäß Fig. 1 funktionsanalogen Steuer¬ ventilanordnung mit einem als lineares Schieberventil ausgebildeten Hauptsteuerventil und einem als Dreh¬ schieberventil ausgebildeten Nachlaufregelventil, in einer der Fig. 1 entsprechenden Schnittdarstellung;
Fig. 2a eine Ventilfederanordnung des Nachlaufregelventils gemäß Fig. 2 durch die dieses im nicht angesteuerten Zustand des Sollwert-Vorgabemotors in diejenige Kon¬ figuration gelangt, die der Sollwert-Ansteuerung der neutralen Mittelstellung des Hauptsteuerventils ent¬ spricht, teilweise im Schnitt längs der Linie Ila-IIa der Fig. 2 ;
Fig. 2b eine Schenkelfeder der Ventilfederanordnung gemäß
Fig. 2a in deren entspanntem Zustand, in vereinfach¬ ter perspektivischer Darstellung und
Fig. 2c einen Schnitt längs der Linie IIc-IIc der Fig. 2 zur Erläuterung einer spielfreie Bewegungskopplung des Kolbens des Hauptsteuerventils mit dem Istwert-Rück¬ meldeelement des Nachlaufregelventils der Steuerven¬ tilanordnung gemäß Fig. 2 vermittelnden Verspannein¬ richtung.
Die in der Fig. 1 insgesamt mit 10 bezeichnete elektrohydrau¬ lische Steuerventil-Anordnung umfaßt ein durch hydraulischen Druck betätigbares, insgesamt mit 11 bezeichnetes Hauptsteu¬ erventil, das durch alternative Druckbeaufschlagung und -ent- lastung in Steuerkammern 12 und 13 aus seiner dargestellten Grundstellung 0 in alternative Funktionsstellungen I und II umschaltbar ist, sowie als Vorsteuerventil ein insgesamt mit 14 bezeichnetes Nachlauf-Regelventil, das mit elektrisch steuerbarer Vorgabe der Soll-Position des Kolbens 16 des Hauptsteuerventils 11 und mechanischer Rückmeldung der Ist- Position des Kolbens 16 arbeitet.
Zum Zweck der Erläuterung sei angenommen, daß die Steuerven¬ tilanordnung 10, wie der Schaltbilddarstellung der Fig. la entnehmbar, zur Betriebssteuerung eines Rotations-Hydromotors 17 eingesetzt ist, dessen alternativen Drehrichtungen - Uhr¬ zeigersinn und Gegenuhrzeigersinn - die alternativen Funk- tionsstellungen I und II des Hauptsteuerventils 11 zugeordnet sind, wobei die Drehzahl des Motors durch den ihm über das Hauptsteuerventil 11 zugeleiteten und abgeführten Volumen¬ strom des hydraulischen Betriebsmediums einstellbar ist.
Die in der Fig. 1 dargestellte, in der Fig. la mit 0 bezeich¬ nete Grundstellung des Hauptsteuerventils 11 ist dem Still¬ stand des Rotationshydromotors 17 zugeordnet.
Das Hauptsteuerventil 11 ist als lineares Schieberventil aus¬ gebildet, dessen Kolben 16 in Richtung der zentralen Längs¬ achse 18 einer sich zwischen den Steuerkammern 12 und 13 er¬ streckenden Gehäusebohrung 19 hin- und herverschiebbar ist, wobei diesbezügliche Endstellungen durch Anschlagwirkung zwi¬ schen Endstücken 21 und 22 des Kolbens 16 mit diesen jeweils gegenüberliegenden Stirnwänden 23 bzw. 24 der Steuerkammern 12 und 13 markiert sind.
Das Hauptsteuerventil 11 ist als 4/3-Wege-Ventil ausgebildet, in dessen dargestellter Grundstellung 0 ein mit dem Druckaus¬ gang eines nicht dargestellten Druckversorgungsaggregats ver¬ bundener P-Versorgungsanschluß 26 und ein mit dem drucklosen Vorratsbehalter des Druckversorgungsaggregats verbundener T- Rücklaufanschluß 27 sowohl gegen einen A-Steueranschluß 28 als auch gegen einen B-Steueranschluß 29 des Hauptsteuerven¬ tils, durch deren alternative Druckbeaufschlagung und -entla- stung die Antriebssteuerung des Verbrauchers 17 erfolgt, ab¬ gesperrt sind. In der zur Erläuterung gewählten Gestaltung des Hauptsteuerventils gelangt dieses bei einer durch Druck¬ beaufschlagung der gemäß der Darstellung der Fig. 1 rechten Steuerkammer 13 und Druckentlastung der linken Steuerkammer 12 erzielbaren Verschiebung seines Kolbens 16 nach links in seine Funktionsstellung I, in der der P-Versorgungsanschluß 26 des Hauptsteuerventils 11 über einen Durchflußpfad 31, mit dem A-Steueranschluß 28 und der T-Rücklaufanschluß 27 über einen weiteren Durchflußpfad 32 mit dem B-Steueranschluß 29 des Hauptsteuerventils 11 verbunden sind; durch Druckbeauf¬ schlagung der linken Steuerkammer 12 und Druckentlastung der rechten Steuerkammer 13 des Hauptsteuerventils 11 gelangt dieses, ausgehend von der dargestellten Grundstellung 0, in seine Funktionsstellung II, in der über einen ersten Durch¬ flußpfad 33 der P-Versorgungsanschluß 26 mit dem B-Steueran¬ schluß 29 verbunden ist und über einen zweiten Durchflußpfad 34 der T-Rücklaufanschluß 27 des Hauptsteuerventils 11 mit dessen A-Steueranschluß 28 verbunden sind.
Das Hauptsteuerventil 11 ist als Proportionalventil ausgebil¬ det, bei dem mit zunehmender Auslenkung seines Kolbens 16 aus dessen der Grundstellung 0 entsprechender Mittelposition, je nach Richtung dieser Auslenkung, die in den alternativen Funktionsstellungen I und II freigegebenen Durchflußpfade 31 und 32 bzw. 33 und 34 mit zunehmend größeren Querschnitten freigegeben sind, die in den Endstellungen des Kolbens je¬ weils ihre Maximalwerte erreicht.
Zur Erzielung dieser Funktionen ist das Hauptsteuerventil 11 in gängiger Weise wie folgt ausgebildet:
Die Gehäusebohrung 19 des Hauptsteuerventils 11, in der des¬ sen Kolben 16 mit Kolbenflanschen 36,37,38 und 39 druckdicht verschiebbar geführt ist, die paarweise durch Kolbenstangen 41,42 und 43, deren Durchmesser kleiner ist als derjenige der Ventilbohrung 19 fest miteinander verbunden sind, hat einen zentralen Abschnitt 19', der sich zwischen gehäuseseitigen Steuerkanten 44 und 46 erstreckt, die durch die bohrungssei- tigen Ränder einander benachbarter Wangen von Steuernuten 47 und 48 des Ventilgehäuses 49 gebildet sind, die mit je einem der Steueranschlüsse 28 und 29 des Hauptsteuerventils 11 in ständig kommunizierender Verbindung stehen. Dieser innere Bohrungsabschnitt 19' bildet die radial äußere, gehäusefeste Begrenzung eines Ringraumes 51, der mit dem P-Versorgungan- schluß des Hauptsteuerventils 11 in ständig kommunizierender Verbindung steht. Dieser Ringraum 51 ist axial beweglich durch die einander benachbarten Ringstirnflächen der durch die mittlere Kolbenstange 42 miteinander verbundenen zentra¬ len Kolbenflansche 37 und 38 begrenzt, die mit den äußeren Rändern ihrer einander benachbarten Ringstirnflächen kolben- seitige, innere Steuerkanten 52 und 53 bilden, deren axialer Abstand gleich demjenigen der inneren Steuerkanten 44 und 46 der A-Steuernut 47 und der B-Steuernut 48 voneinander ist.
Die A-Steuernut 47 und die B-Steuernut 48 des Ventilgehäuses 49 schließen über je eine durch den radial inneren Rand ihrer axial äußeren Nutflanke markierte, äußere Steuerkante 54 bzw. 56 an Bohrungsabschnitte 19' ' bzw. 19' ' ' an, welche gehäuse¬ feste radiale Begrenzungen von Ringräumen 57 und 58 bilden, die über einen Gehäusekanal 59 miteinander kommunizierend verbunden und gemeinsam an den Rücklaufanschluß 27 des Haupt¬ steuerventils 11 angeschlossen sind.
Die in Richtung der zentralen Längsachse 18 der Gehäuseboh¬ rung 19 gemessenen lichten Weiten der A-Steuernut 47 und der B-Steuernut 48 des Hauptsteuerventil-Gehäuses 49 entsprechen den axialen Dicken der beiden zentralen Kolbenflansche 37 und 38 des Hauptsteuerventil-Kolbens 16, deren einander abgewand¬ te Ringstirnflächen mit ihren radial äußeren Rändern axial äußere Steuerkanten 61 und 62 bilden, die in der dargestell¬ ten Grundstellung 0 des Hauptsteuerventils 11 ebenso wie die axial inneren Steuerkanten 52 und 53 der inneren Kolbenflan- sche 37 und 38 in Null-Überdeckung mit den gehäuseseitigen Steuerkanten 54 und 56 bzw. 44 und 46 stehen, so daß in die¬ ser Grundstellung 0 beide mit dem drucklosen Vorratsbehalter des Druckversorgungsaggregats ständig kommunizierend verbun¬ dene Ringräume 57 und 58 gegen die gehäuseseitigen Steuernu¬ ten 47 und diese ihrerseits gegen den zentralen, mit dem P- Versorgungsanschluß 26 kommunizierend verbundenen Ringraum 51 des Hauptsteuerventils abgesperrt sind.
Die mit dem drucklosen Vorratsbehalter des Versorgungsaggre¬ gats verbundenen T-Ringräume 57 und 58 sind durch die End¬ flansche 36 und 39 des Kolbens 16 des Hauptsteuerventils 11 gegen dessen Steuerkammern 12 und 13 druckdicht beweglich ab¬ gegrenzt.
Wird in die gemäß der Darstellung der Fig. 1 rechte Steuer¬ kammer 13 Druck eingekoppelt und die linke Steuerkammer 12 druckentlastet, wodurch der Kolben 16 des Hauptsteuerventils 11 eine Verschiebung nach links erfährt, so gelangt das Hauptsteuerventil in eine der Funktionsstellung I entspre¬ chende Anordnung der kolbenseitigen und der gehäuseseitigen Steuerkanten, d.h. die A-Steuernut 47 in kommunizierende Ver¬ bindung mit dem unter dem hohen Druck stehenden Ringraum 51 und die B-Steuernut 48 in kommunizierende Verbindung mit dem rechten T-Ringraum 56.
Durch eine Druckbeaufschlagung der linken Steuerkammer 12 und -entlastung der rechten Steuerkammer 13 gelangt das Haupt¬ steuerventil 11 in seine Funktionsstellung II, in der die A- Steuernut 47 mit dem linken T-Ringraum 57 und die B-Steuernut 48 mit dem zentralen P-Ringraum 51 kommunizierend verbunden sind.
Die Beträge der in den alternativen Durchflußstellungen I und II freigegebenen Querschnitte der Durchflußpfade 31 und 32 bzw. 33 und 34 des Hauptsteuerventils 11 sind mittels des Nachlaufregelventils 14 einstellbar, mittels dessen die Druckbeaufschlagung und -entlastung der Steuerkammern 12 und 13 des Hauptsteuerventils 11 steuerbar sind. Das Nachlaufre¬ gelventil 14 ist beim dargestellten, speziellen Ausführungs¬ beispiel in weitgehender baulicher Analogie zu dem Hauptsteu- erventil 11 als lineares Schieberventil ausgebildet, das mit parallelem Verlauf der zentralen Längsachse 68 zur zentralen Längsachse 18 des Hauptsteuerventils 11 angeordnet ist. Auch das Nachlauf-Regelventil 14 vermittelt die Funktion eines 4/3-Wege-Ventils, für dessen insgesamt mit 66 bezeichneten Kolben und dessen Gehäuse 99, abgesehen von Querschnittsab¬ messungen und eines größeren axialen Abstandes der zentralen Kolbenflansche 87 und 88, zwischen denen sich der P-Ringraum 101 des Nachlauf-Regelventils 14 erstreckt, dieselbe Konfi¬ guration kolbenseitiger Steuerkanten 102,103,111 und 112 so¬ wie gehäuseseitiger Steuerkanten 94,96,104 und 106 vorgesehen ist, wie bei dem Hauptsteuerventil 11. Dasselbe gilt sinnge¬ mäß für alle diejenigen Elemente des Nachlauf-Regelventils 14, die in den Fig. 1 sowie la mit Bezugszeichen belegt sind, die gegenüber denjenigen Bezugszeichen, mit denen die schon erläuterten Bau- und Funktionselemente des Hauptsteuerventils 11 belegt sind, um 50 erhöht sind, so daß bezüglich der Be¬ schreibung der mit den erhöhten Bezugszeichen versehenen Ele¬ mente des Nachlaufregelventils 14 auf die Beschreibung des Hauptsteuerventils 11 verwiesen werden kann, um insoweit Wie¬ derholungen zu vermeiden.
Das Gehäuse 99 des Nachlaufregelventils 14 ist als eine außen zylindrische Hülse ausgebildet, die in einer mit der zentra¬ len Längsachse 68 des Nachlaufregelventils 14 koaxialen Boh¬ rung 113 eines Gehäuseblocks 114, der fest mit dem Gehäuse 49 des Hauptsteuerventils 11 verbunden ist, druckdicht gleitend hin- und herverschiebbar geführt ist.
Der A-Steueranschluß 78 ist mit der gemäß Fig. 1 rechten Steuerkammer 13 des Hauptsteuerventils verbunden, während der B-Steueranschluß 79 des Nachlaufregelventils 14 mit der lin¬ ken Steuerkammer 12 des Hauptsteuerventils 11 verbunden ist. Die diesbezüglichen Anschlußkanäle sind mit 116 bzw. 117 be¬ zeichnet. Der Kolben 66 des Nachlaufregelventils 14 hat eine durch Ven¬ tilfedern 118 und 119 zentrierte Mittelstellung, welche die Sollwert-Vorgabe-Position für die dargestellte Grundstellung des Kolbens 16 des Hauptsteuerventils 11 ist, der über eine schematisch angedeutete Brücke 121 mit dem Gehäuse 99 des Nachlaufregelventils 14 verschiebefest verbunden ist.
Diese Zuordnung der Grundstellungen 0 des Nachlaufregelven¬ tils 14 und des Hauptsteuerventils 11 wird durch die Präzi¬ sion der Fertigung sowie gegebenenfalls die Justierbarkeit der mechanischen Verbindung zwischen dem Hauptsteuerventil¬ kolben 16 und den Kolben 66 des Nachlaufregelventils 14 sowie der Justierbarkeit der Grundstellung des Ventilkolbens 66 des Nachlaufregelventils 14 erreicht. Die diesbezügliche Justier¬ barkeit der Kolben-Position ist in der Fig. 1 durch eine Stellschraube 122 angedeutet, mittels derer ein Stützblock 123, an dem sich die eine Ventilfeder 118 gehäuseseitig ab¬ stützt, axial verschiebbar ist, während die andere Ventilfe¬ der 119 an einer gegenüberliegenden Stirnwand 124 des das Nachlaufregelventils 14 enthaltenden Gehäuseblocks 114 axial abgestützt ist.
Der Kolben 66 ist an seinem einen, gemäß Fig. 1 rechten Ende mit einem schlanken, stangenförmigen, die rechte Ventilfeder 119 zentral durchsetzenden Fortsatz 126 versehen, der durch eine zentrale Bohrung 127 der Endstirnwand 124 hindurchtritt und an seinem freien Ende als Zahnstange 128 ausgebildet ist, mit deren Zahnung das Antriebsritzel 129 eines elektrischen Schrittmotors 131 in spielfrei kämmendem Eingriff steht.
Der Schrittmotor 131 ist durch Ausgangsimpulse einer elektro¬ nischen Steuereinheit 132 zur Ausführung inkrementaler Dreh¬ bewegungen in den möglichen alternativen Drehrichtungen an¬ steuerbar. Durch eine Ansteuerung des Schrittmotors 131 in dem durch den Pfeil 133 repräsentierten Drehsinn (+) φ erfährt der Ven¬ tilkolben 66 des Nachlaufregelventils 14, bezogen auf die dargestellte Grundstellung 0 eine mit diesem Winkelbetrag φ korrelierte Auslenkung ε, , gemäß der Darstellung der Fig. 1 nach links, wodurch die der Funktionsstellung I des Nachlauf- regelventils entsprechende Konfiguration seines Ventilkolbenε 66 und seiner Gehäusehülse 99 erzielt wird, mit der Folge, daß über den A-Steueranschluß 78 des Nachlaufregelventils 14 Druck in die rechte Steuerkammer 13 des Hauptsteuerventils 11 eingekoppelt wird und dessen linke Steuerkammer 12 über den B-Steueranschluß 79 des Nachlaufregelventils 14 druckentla¬ stet wird. Der Hauptsteuerventilkolben 16 und das mit diesem verschiebefest verbundene, hülsenförmige Ventilgehäuse 99 des Nachlaufregelventils 14 erfahren dadurch ebenfalls eine der Auslenkung ε des Kolbens 66 des Nachlaufregelventils 14 folgende Auslenkung "nach links", die zum Stillstand kommt, sobald sich für den Kolben 66 und das hülsenförmige Gehäuse 99 des Nachlaufregelventils 14 wieder die der dargestellten Grundstellung 0 entsprechende Konfiguration ergibt, d.h. der Hauptsteuerventilkolben 16 dieselbe Auslenkung ε zur Ein¬ nahme der Funktionsstellung I des Hauptsteuerventils 11 aus¬ geführt hat, wie der Kolben 66 des Nachlaufregelventils, der durch die elektrisch eingesteuerte Vorgabe des Sollwertes entsprechend ausgelenkt worden war.
Auf analoge Weise ist das Hauptsteuerventil 11 in seine Funk¬ tionsstellung II steuerbar und auf definierte Werte der Öff¬ nungsquerschnitte der in dieser Funktionsstellung II freige¬ bebenen Durchflußpfade 33 und 34 einstellbar.
Der A-Steueranschluß 78 und der B-Steueranschluß 79 des Nach¬ laufregelventils 14 sowie dessen P-Versorgungsanschluß 76 und dessen T-Rücklaufanschluß 77 münden innerhalb von flachen Ringnuten 134 und 136 bzw. 137 und 138 des Gehäuseblocks 114, die mit dem A-Anschlußkanal 116 und dem B-Anschlußkanal 117 bzw. dem P-Versorgungsanschluß 76' ' und dem T-Rücklaufan- schluß 77' ' des feststehenden Gehäuseblocks 114 in kommuni¬ zierender Verbindung stehen und in axialer Richtung "beid¬ seits" der der Grundstellung 0 des Hauptsteuerventils 11 zu¬ geordneten Mittelstellung des hülsenförmigen Gehäuses 99 des Nachlaufregelventils so weit ausgedehnt sind, daß ihre jewei¬ lige Anschlußverbindung mit den Ventilräumen 101,107 und 108 in sämtlichen möglichen Auslenkungspositionen deε Gehäuses 99 gewährleistet ist.
In einer typischen Auslegung der Steuerventilanordnung 10 entsprechen den maximalen Auslenkung ^en εI,max und ε~2max des
Kolbens 66 des Nachlaufregelventils 14 aus seiner federzen¬ trierten Mittelstellung, mit denen auch entsprechende maxima¬ le Auslenkungen des Hauptsteuerventilkolbens 16 und des mit diesem fest verbundenen Nachlaufregelventilgehäuses 99 ver¬ knüpft εind, jeweils 90' -Drehungen des Antriebsritzels 129 des Schrittmotors 131 im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeiger- sinn, wobei diese 90 * -Drehungen, gesteuert durch die elektro¬ nische Steuereinheit 132 in jeweils 100 inkrementale Schritte gleichen Betrages unterteilt εind. Die hiermit verknüpfte Ab- stufbarkeit der Öffnungsquerschnitte des Hauptsteuerventils 11 in seinen beiden Funktionsεtellungen I und II entεpricht praktisch einer kontinuierlichen Veränderbarkeit der Öff¬ nungsquerschnitte der jeweiligen Durchflußpfade.
Die an dem als Sollwert-Vorgabeelement ausgenutzten Ventil¬ kolben 66 des Nachlaufregelventils 14 angreifenden Ventilfe¬ dern 118 und 119 sind so ausgelegt, daß sie im nicht bestrom¬ ten Zustand des Schrittmotors 131 in der Lage sind, dessen Rest-Haltemoment zu überwinden und den Ventilkolben 66 in dessen neutrale Mittelstellung zu bringen, mit der Folge, daß, so lange die Druckversorgung in Funktion ist, auch das Hauptsteuerventil in seine Grundstellung 0 zurückgeführt wird. Um diese Position des Hauptsteuerventilkolbens 16 auch bei ausgefallener Druckversorgung zu erreichen, ist es zweck¬ mäßig, wenn auch die Grundstellung 0 des Hauptsteuerventil¬ kolbens 16 und mit diesem diejenige des Ventilgehäuses 99 des Nachlaufregelventils 14 durch Ventilfedern 141 und 142 des Hauptsteuerventils 11, die erheblich schwächer ausgelegt sein können als die Ventilfedern 118 und 119 des Nachlaufregelven¬ tils 14, federzentriert ist.
Die in der Fig. 2, auf deren Einzelheiten nunmehr verwiesen sei, als weiteres Ausfuhrungsbeispiel dargestellte, insgesamt mit 10' bezeichnete Steuerventilanordnung ist funktionell der Steuerventilanordnung 10 gemäß Fig. 1 weitestgehend analog und unterscheidet sich von dieser im wesentlichen nur durch die Gestaltung des Nachlauf-Regelventils 14' alε Drehschie- berventil und die hierdurch bedingte Gestaltung des Kolbens 16' des Hauptsteuerventilε 11', die die Bewegungεkopplung desselben mit dem Positions-Iεtwert-Rückmeldeelement 99' des Nachlauf-Regelventils 14' vermittelt.
Soweit für Elemente der Fig. 2 dieselben Bezugszeichen ange¬ geben sind wie für anhand der Fig. 1 beschriebene Elemente, soll dies den Verweis auf deren anhand der Fig. 1 gegebene Beschreibung beinhalten. Durch die Verwendung von Bezugszei¬ chen, die mit einem (') versehen sind, hinsichtlich der Zif¬ fer jedoch mit Bezugszeichen anhand der Fig. 1 beschriebener Bau- und Funktionselemente der Steuerventilanordnung 10 iden¬ tisch sind, soll auf deren Bau- und/oder Funktionsanalogie hingewiesen werden.
Bei dem Nachlauf-Regelventil 14' der Steuerventilanordnung 10' gemäß Fig. 2 erfolgt die Einsteuerung des Sollwertes der Position des Kolbens 16' des Hauptsteuerventils 11' durch Drehen seines zentralen Kolbens 66' um die zentrale Längsach- se 68' des Nachlauf-Regelventils 14', das mit zur zentralen Längsachse 18 des Hauptsteuerventils 11' rechtwinkligem Ver¬ lauf seiner zentralen Längsachse 68' an das Hauptsteuerventil 11' angesetzt ist. Die Rückmeldung des Istwertes der Position des Kolbens 16' des Hauptsteuerventils 11' erfolgt durch "Mit-Drehen" des der Grundform nach zylindrisch-hülsenförmi¬ gen Gehäuseelements 99' des Nachlauf-Regelventils 14' um deε¬ sen zentrale Längsachse 68', wobei die Umsetzung translatori¬ scher Bewegungen des Hauptsteuerventilkolbens 16' entlang dessen zentraler Längsachse 18 in rotatorische Bewegungen des als Rückmeldeelement genutzten Gehäuseteils 99' des Nachlauf- Regelventils 14' durch formschlüssigen Eingriff eines mit dem hülsenförmigen drehbaren Gehäuseteil 99 des Nachlauf-Regel¬ ventils 14' fest verbundenen Koppelelements 143 mit einer Ringnut 144 des Hauptsteuerventilkolbens 16' zustande kommt, die im mittleren Bereich des relativ langgestreckten Kolbenf¬ lansches 36' angeordnet ist, der zum einen die druckdicht be¬ wegliche Begrenzung der linken Steuerkammer 12 und zum ande¬ ren auch die eine - linke - druckdicht bewegliche Begrenzung des linken T-Ringraumes 57 des Hauptsteuerventilε 11' bildet.
Der alε Sollwert-Vorgabelement dienende Kolben 66' deε Nach¬ lauf-Regelventils 14' ist drehfest mit der Abtriebswelle 146 des Schrittmotors 131 verbunden, die über eine äußere Gerad¬ verzahnung mit einer inneren Geradverzahnung des Kolbens 66' mit diesem in spielfrei kämmendem Eingriff steht.
Der Sollwert-Vorgabekolben 66' des Nachlauf-Regelventils 14' , der in der zentral durchgehenden Bohrung 69' des Hülsenförmi¬ gen Gehäuseelements 99' druckdicht drehbar gelagert ist, das seinerseits in der den Anschlußblock 114' des Nachlauf-Regel¬ ventils 14' zentral durchsetzenden Bohrung 113' des Anschlu߬ blocks 114' des Nachlauf-Regelventils 14' um dessen zentrale Längsachse 68' druckdicht drehbar gelagert ist, ist drehfest mit einem insgesamt mit 147 bezeichneten Anschlagwinkel ver- bunden, der zwischen freie Schenkelenden 148 und 149 (Fig. 2a und 2b) einer insgesamt mit 151 bezeichneten Schenkelfeder hineinragt, die unter einer azimutalen Vorspannung steht, durch die die freien Schenkelenden einander entgegengesetzt gerichteten azimutalen Kräften ausgesetzt sind und gegen ein¬ ander abgewandte Anschlagflächen des Anschlagwinkels 147 ge¬ drängt werden. Die Schenkelfeder 151 ist gegen ein Verdrehen um die zentrale Längsachεe 68' geεichert und vermittelt da¬ durch, εowie durch ihre Vorspannung, die ausreichend ist, um ein im stromlosen Zustand des Schrittmotors 131 von diesem noch entfaltetes Haltemoment zu überwinden, die Wirkung, daß der Sollwert-Vorgabe-Kolben 66' im stromlosen Zustand des Schrittmotors 131 in die in den Fig. 2 und 2a dargestellte, definierte azimutale Position φ gelangt, die der darge¬ stellten, neutralen Mittelstellung 0 des Hauptsteuerventilε 11' als Sollwert-Vorgabe-Position zugeordnet ist.
Die durch die Schenkelfeder 151 und den Anschlagarm 147 gebil¬ dete, funktionell den Ventilfedern 118 und 119 des "linearen" Nachlaufregelventils 14 gemäß Fig. 1 entsprechende Rückstell¬ einrichtung 147, 151 des Drehschieber-Nachlaufregelventils 14' gemäß Fig. 2 ist mehr im einzelnen wie folgt realisiert:
Der Anschlagwinkel 147 umfaßt eine stabile, einen Abschnitt der Abtriebswelle 146 des Schrittmotors 131 koaxial um¬ schließende Fixierungshülse 152, die an ihrem ventilseitigen Ende mit einer inneren Geradverzahnung versehen ist, die mit einem kurzen Abschnitt der äußeren Geradverzahnung der Ab¬ triebswelle 146 deε Schrittmotors 131 in kämmendem Eingriff steht und dadurch drehfest mit dieser Abtriebswelle 146 ver¬ bunden ist. Die Fixierungshülεe 152 iεt durch Madenschrauben 153 gegen axiale Verrückungen gegenüber der Antriebswelle 146 gesichert. Vom motorseitigen, flanschförmig ausgebildeten Rand 153 ' der Befestigungεhülse 152 des Anεchlagwinkels 147 geht dessen einer, radialer flachstab-förmig ausgebildeter Schenkel 154 aus, an dessen radial äußeres Ende mit zu dem radialen Schenkel 154 rechtwinkligem, zum Ventil hin weisen¬ dem Verlauf ein rundstabförmiger Anschlagschenkel 156 des An¬ schlagwinkels anschließt, wobei die zentrale Achse 157 dieses Anschlagschenkels 156 parallel zur zentralen Längsachεe 68' deε Nachlaufregelventils 14' verläuft.
Die Schenkelfeder 151 hat mit der zentralen Achse 68' des Nachlauf-Regelventils 14' koaxiale Wendungen 158 gleichen In¬ nendurchmessers, der beim dargestellten, speziellen Ausfüh¬ rungsbeispiel gleich dem Durchmesεer der Bohrung 113 ' deε An¬ schlußblocks 114' des Nachlauf-Regelventils 14' ist.
Radial außerhalb des von den Windungen 158 der Schenkelfeder 151 umschlossenen kreiszylindrischen Bereiches εind in bezüg¬ lich der zentralen Längsachse 68' des Nachlauf-Regelventils diametraler Anordnung ein Ankerzapfen 159 und ein Anschlag¬ zapfen 161 mit kreisrundem Querschnitt vorgesehen, die beide von einer dem 131 Motor bzw. dem Anschlagwinkel 147 zugewand¬ ten Stirnseite des Anschlußblocks 114' des Nachlaufregelven¬ tils 14' abεtehen. Die zentrale Längεachεe 162 deε Ankerzap¬ fens und die zentrale Längsachεe 163 des Anschlagzapfens 161 verlaufen parallel zur zentralen Längsachse 68' des Nachlauf- Regelventils 14' , wobei durch die zentrale Langsachse 163 deε Anschlagzapfenε 161 und die zentrale Langsachse 68' des Nach¬ lauf-Regelventils 14' eine "mittlere" Radialebene 164 defi¬ niert ist, in der auch die zentrale Langsachse 157 des An- εchlagεchenkelε 156 des Anschlagwinkels 147 verläuft, sowie auch dessen radiale Mittelebene 166, wenn sich der zentrale Kolben 66' des Nachlauf-Regelventils 14' in seiner der Grund¬ stellung 0 des Hauptsteuerventils 11' zugeordneten Sollwert- Vorgabe-Position befindet.
Die Schenkelfeder 151 hat, wie auch der Detaildarstellung der Fig. 2b entnehmbar ist, bei dem zur Erläuterung gewählten Auε- fuhrungsbeispiel vier "innere", in sich geschlossene Windun¬ gen 158, die von der Fixierungshulεe 152 deε Anεchlagwinkelε 147 in radialem Abstand verlaufen und diese jeweils mit dem vollen Umfangswinkel von 360' umschließen, sowie an jeder Stirnseite der Schenkelfeder eine End-Wmdung 167 bzw. 168, die sich, bezogen auf die gehausefeste, durch die zentralen Langsachsen 68' und 163 des Nachlauf-Regelventils 14' bzw. des Anschlagzapfens 161 markierte Radialebene 164 der Orien¬ tierung φ nur über einen Teil des Umfangs der inneren Win¬ dungen 158 erstrecken. An diese endεtandigen Teilwindungen 167 und 168 εchließen, wie am besten der Fig. 2a entnehmbar ist, mit glatter Krümmung, die etwa derjenigen des Anschlag¬ zapfens 161 entspricht, die radial oder annähernd radial ver¬ laufenden freien Schenkelenden 148 und 149 der Schenkelfeder 151 an.
Eine der zentralen Windungen, die zwischen zwei "kompletten", die Fixierungshulεe vollεtandig umεchließenden Windungen 158 angeordnet lεt, lεt innerhalb eines azimutalen Wmkelbereichs von insgesamt etwa 60" mit einer U-formigen, radialen Aus¬ buchtung 169 versehen, durch deren den Ankerzapfen 159, der dem Anschlagzapfen 161 diametral gegenüberliegend angeordnet ist, außenseitig formschlusεig umgreifende Anordnung die Schenkelfeder 151 in der in der Fig. 2a dargeεtellten Anord¬ nung gegen ein Verdrehen um die zentrale Längsachse 68' des Nachlaufregelventils 14' gesichert ist.
In dem in der Fig. 2b dargestellten, dem entspannten Zustand der Schenkelfeder 151 entsprechenden Konfiguration derεelben erstrecken sich die Teilwindungen 167 und 168 nur über einen - auf die zwischen den freien Schenkelenden 148 und 149 ver¬ laufende Langsmittelebene 171 bezogenen - Umfangsbereich von etwa 160', so daß zwischen ihren freien Schenkelenden 148 und 149 ein "lichter" azimutaler Abstand von etwa 40" verbleibt, d.h. eine positive Überlappung der endstandigen Teilwindungen 167 und 168 in Umfangsrichtung nicht gegeben ist.
Die für die bestimmungsgemäße Funktion der Schenkelfeder 151, nämlich im stromlosen Zustand des Schrittmotors 131 den Soll¬ wert-Vorgabe-Kolben 66' des Nachlauf-Regelventils 14' in die¬ jenige Orientierung zu drehen, die der Grundstellung 0 des Hauptsteuerventils 11' zugeordnet ist, erforderliche azimuta¬ le Vorspannung wird der Schenkelfeder 151 dadurch aufgeprägt, daß diese bei der Montage in die in der Fig. 2a in ausgezoge¬ nen Linien dargeteilte Konfiguration gebracht wird, in der sich die äußeren, endständigen Teilwindungen 167 und 168, ra¬ dial innerhalb des Anschlagzapfens 161 an diesem vorbeitre¬ tend, auf einem durch dessen Durchmesser bedingten Umfangsbe¬ reich überlappen und mit ihren radial verlaufenden freien Schenkelenden 148 und 149 sich jeweils an einander abgewand¬ ten Seiten des Anschlagzapfens 161 an diesem - azimutal - ab¬ stützen.
Nachdem diese Konfiguration der Schenkelfeder 151 eingeεtellt iεt und die der Grundstellung 0 des Hauptsteuerventilε 11' entεprechende Stellung εeineε Kolbens 16' sowie die damit verknüpfte Position des Rückmeldeelementε 99' des Nachlauf- Regelventilε 14' und auch die mit der Grundstellung 0 des Nachlauf-Regelventils 14' verknüpfte azimutale Position sei¬ nes Sollwert-Vorgabe-Kolbens 66' eingeεtellt sind, waε monta¬ getechnisch mit nicht erläuterungsbedürftigen Mitteln ohne weiteres möglich ist, wird der Schrittmotor 131 mit derjeni¬ gen Orientierung seines Anschlagwinkels 147 angesetzt, in der der Anschlagschenkel 156 des Anschlagwinkelε 147 radial au¬ ßerhalb des Anschlagzapfens 161 zwischen die freien Schenkel¬ enden 148 und 149 der Teilwindungen 167 und 168 eingreift und in dieser Position an dem Gehäuseblock 114' des Nachlauf-Re¬ gelventils 14' festgelegt, wodurch die radiale Orientierung φ der Radialebene 164 des Anschlagwinkelε 147, der mit der Abtriebswelle des Schrittmotors 131 drehfest verbunden ist, der Grundstellung 0 des Nachlauf-Regelventils 14 und damit auch des Hauptsteuerventils 11' funktionsgerecht zugeordnet ist .
Das Nachlauf-Regelventil 14' ist so ausgebildet, daß eε durch eine mittels des Schrittmotorε 131 εteuerbare Drehung seines zentralen Ventilkolbens 66' in Richtung des Pfeils 172 der Fig. 2a, d.h., gesehen in Richtung des Pfeils 173 der Fig. 2, im Uhrzeigersinn in seine Funktionsstellung I gelangt, in welcher die rechte Steuerkammer 13 des Hauptsteuerventilε 11' über den A-Steueranεchluß 78' des Nachlauf-Regelventils 14' mit Druck beaufschlagt ist und die linke Steuerkammer 12 des Hauptsteuerventils 11' über den B-Steueranschluß 79' deε Nachlauf-Regelventils 14' druckentlastet ist, mit der Folge, daß auch daε Hauptεteuerventil 11' mit einer mit der azimuta¬ len Auεlenkung des zentralen Kolbens 66' des Nachlauf-Regel¬ ventils 14' verknüpften axialen Auslenkung gegenüber der Grundstellung seineε Ventilkolbenε 16' in seine Funktions¬ stellung I gesteuert wird. Auf analoge Weise ist das Haupt¬ steuerventil 11' durch schrittmotorgesteuerte azimutale Dre¬ hung des zentralen Kolbens 66' des Nachlaufregelventils 14' in Richtung des Pfeils 174 der Fig. 2a in seine Funktions¬ stellung II steuerbar, in der sein Ventilkolben 16', bezogen auf desεen neutrale Mittelstellung 0, eine Auslenkung "nach rechtε" erfährt, die mit der azimutalen Auεlenkung deε zen¬ tralen Nachlauf-Regelventilεkolbenε 66' monoton korreliert ist .
Das Hauptsteuerventil 11' und das Nachlauf-Regelventil 14' der
Steuerventilanordnung 10' gemäß Fig. 2 sind so aufeinander abg3estimmt, daß den maximalen Auslenkung3en εlΛmax und ε20max des Kolbens 16' des Hauptsteuerventils 11' im Sinne der Ein¬ nahme der Funktionsstellung I oder II azimutale Auslenkungen φτ Λlmax oder des Kolbens 66' in Richtung der Pfeile 172 bzw. 174 der Fig. 2a entsprechen, die jeweils 30' betragen, wie in der Fig. 2a durch die azimutalen Orientierungen φ1 und φ2 der radialen Mittelebene 166 des Anschlagwinkels 147 des Nachlauf-Regelventils 14' repräsentiert.
Das zur Umsetzung tranεlatoriεcher, in Richtung der zentralen Längεachεe 18 deε Hauptεteuerventils 11' erfolgender Bewegun¬ gen des Kolbens 16' in rotatorische "Rückmelde"-Bewegungen deε hülsenförmigen Rückmeldeelements 99' des Nachlauf-Regel¬ ventils 14' vorgesehene Koppelelement 143 ist als schlanker, vom kreisringförmigen Stirnrand 176 des hülsenförmigen Gehau¬ seteils 99' des Nachlauf-Regelventils 14' ausgehender, an seinem Ende mit einem kugelförmigen Kopf 177 versehener Stab 178 auεgebildet, dessen zentrale Längsachse 179 parallel zur zentralen Längsachse 68' des Nachlaufregelventils verläuft. Der Durchmesser des kugelförmigen Kopfes 177 des Koppelele¬ ments 143 entspricht, abgeεehen von einem Untermaß von eini¬ gen hundertstel Millimetern der lichten Weite der Ringnut 144 des Kolbens 16' , in die das Koppelelement 143 radial oder an¬ nähernd radial hineinragt. Die Dicke des stabförmigen Teils 178 des Koppelelements 143 ist kleiner alε der Durchmesser seineε kugelförmigen Kopfes 177. Der radiale Abstand r der zentralen Längsachεe 179 deε Koppelelements 143 von der zen¬ tralen Längsachse 68' des Nachlaufregelventils 14' , der all¬ gemein mit der Beziehung
r —> εmax/sin (φγraax)
genügen muß, wenn gailt, daß εmax - zlΛmax = ε2~max und ebenso φτmax = Ψτl-,max = ΨΥ2omax/ hat bei dem zur Erläuterung gewählten
Beispiel den Wert r = 2 εmax
Der radiale Abstand rmax, in dem die zentrale Längsachεe 68 des Nachlauf-Regelventils 14' von der zentralen Längsachse lf des Hauptsteuerventils verläuft, ist durch die Beziehung r m = r- ( V » r 2 - ε max ?) / 2
gegeben .
Bei dieεer Anordnung deε Nachlaufregelventils 14' und des Hauptsteuerventils 11' zueinander sind die Beträge, um die der kugelförmige Kopf 77 des Koppelelementε 143 gegenüber der zentralen Längεachse 18 des Hauptsteuerventils 11' enthalten¬ den, parallel zur zentralen Längsachse 68' des Nachlauf-Re¬ gelventils 14' verlaufenden Längsmittelebene des Kolbenε 16' deε Hauptsteuerventils 11' in alternativen Richtungen - "nach oben oder unten" ausgelenkt werden kann, einander gleich, so daß sich in jeder azimutalen Position des hülsenförmigen Rückmeldelements 99' deε Nachlauf-Regelventisl 14' eine annä¬ hernd zentrale Anordnung des kugelförmigen Kopfes des Koppel¬ elements 143 in der Ringnut 144 des Kolbens 16' deε Haupt¬ steuerventils 11' ergibt.
Um die für eine präzise Funktion der Steuerventilanordnung 10' geeignete Spielfreiheit der Bewegungskopplung zwischen dem Kolben 16' des Hauptsteuerventils 11' und dem hülsenför¬ migen Gehäuseteil 99' des Nachlauf-Regelventils 14' zu erzie¬ len, ist eine die Funktion einer Torsionsfeder vermittelnde, insgeεamt mit 181 bezeichnete Verεpanneinrichtung vorgesehen, die auf das hülsenförmige Gehäuεeelement 99' deε Nachlaufre¬ gelventils 14' ein an dem zentralen Kolben 66' , der drehfest mit der Abtriebswelle 146 des Schrittmotors 131 verbunden ist, azimutal abgestütztes Drehmoment ausübt, aufgrund dessen der Kopf 177 des mit dem hülsenförmigen Gehäuseelement 99' drehfest verbundenen Koppelelements 143 zuverläsεig in Anlage mit der einen Nutwange 182 der Ringnut 144 des Kolbens 16' des Hauptsteuerventils 11' gehalten ist. Diese Verspannein¬ richtung 181, zu deren Erläuterung auch auf die Fig. 2c Bezug genommen sei, umfaßt eine unter Zugvorspannung stehende Wen¬ delfeder 183, die auf einem azimutalen Bereich, der etwas kleiner ist als der zu dem Gesamt-Schwenkbereich φγ.l.max φ„ deε hülsenförmigen Gehäuseteils 99' des Nachlaufregel¬ ventils 14' zu 360' komplementäre Winkel, von einer äußeren, konkaven Rille 184 eines in axialer Richtung nur wenig ausge¬ dehnten, aus der zentralen Bohrung 113' des Anschlußblocks 114' zum Hauptsteuerventil 11' hin herausragenden Endab¬ schnitts 186 (Fig. 2) des hülsenförmigen Gehauεeteilε 99' aufgenommen iεt. Der Krummungεradius dieser Rille 184 iεt ge¬ ringfügig größer alε derjenige der Feder-Wendeln, die mit ei¬ nem radial inneren 180 '-Bereich von dieεer konkaven Rille 184 aufgenommen und an deren Grund abgestutzt sind. Der kurze Endabschnitt 186 deε alε mechanisches Ruckmeldelemement ge¬ nutzten hülsenförmigen Gehäuseteils 99' des Nachlaufregelven¬ tils 14' durchsetzt eine gegenüber der zentralen Bohrung 113' des Anschlußblockε 114' deε Nachlaufregelventils 14', in der daε hülεenformige Gehäuεeteil 99' auf Abschnitten ihrer Lange druckdicht gleitend drehbar angeordnet ist, erweiterte Boh- rungεεtufe 187, deren Durchmesser geringfügig großer ist als der Außendurchmesser der Wendelfeder 183, wobei die radiale lichte Weite des zwischen der Bohrungsstufe 187 und der äuße¬ ren Mantelfläche des die Wendelfeder 183 tragenden Endab- schnittε 186 des hülsenförmigen Gehauseteils 99' verbleiben¬ den Ringspaltε 188 kleiner iεt alε der Durchmesser der ein¬ zelnen Federwendeln, der bei einer Federdrahtdicke um 0,2 mm ca. 2 mm beträgt. Dadurch ist die Wendelfeder 183 gegen ein axiales Ausrücken aus dem Ringspalt 188 hinreichend ge¬ sichert .
In den zentralen Ventilkolben 66' ist in dessen von dem End¬ abschnitt 186 des hülsenförmigen Gehäuseteils 99' auf dem azimutalen Bereich von annähernd 300' koaxial umschlosεenen, auε der zentralen Bohrung 113' des Anschlußblocks 114' zum Hauptsteuerventil 11' hin austretenden Bereich ein Anschlag¬ stift 189 fest eingesetzt, der einseitig radial in den "frei¬ en" Ringspaltbereich 188' hineinragt, dessen azimutale Weite durch den azimutalen Abstand radialer Endstirnflächen 191 und 192 bestimmt ist, die sich in axialer Richtung über die Tiefe - axiale Ausdehnung - des die Wendelfeder 183 tragenden End¬ abschnitts 186 des hülsenförmigen Gehäuseteilε 99' des Nach¬ laufregelventils 14' erstrecken.
Die Gestaltung des hülεenförmigen Gehäuεeteilε 99' des Nach¬ laufregelventils 14' und die Orientierung des fest mit dem Sollwert-Vorgabe-Kolben 66' des Nachlaufregelventils 14' ver¬ bundenen Anschlagstiftes 189 sind dahingehend aufeinander ab¬ gestimmt, daß in der Gleichheit von Positions-Sollwert und Positions-Iεtwert deε Kolbenε 16' deε Hauptεteuerventilε 11' entsprechenden Mittelstellung 0 des Nachlaufregelentilε 14' die die zentrale Längεachεe 193 deε Anschlagstiftes 189 und die zentrale Längsachse 68' des Nachlaufregelventils 14' ent¬ haltende Radialebene den Winkel φ halbiert, den die radialen Endstirnflächen 191 und 192 des die Wendelfeder 183 tragenden Endabschnitts 186 des hülsenförmigen Gehäuseteils 99' mitein¬ ander einschließen. Dieser Winkel © iεt hinreichend groß ge¬ wählt, daß der zentrale Kolben 66', bezogen auf die darge¬ stellte Mittelεtellung des Anschlagstifteε 189 um die maxima¬ len Auεεteuerwinkel φγl,max und im Uhrzeiger- und im Ge- genuhrzeigersinn gegenüber dem hülsenförmigen Gehäuseteil 99' verdrehbar iεt, ohne daß deεεen εpielfreier Eingriff mit dem Kolben 16' deε Hauptεteuerventils 11' aufgehoben werden könnte.
Das eine Ende 194 der Wendelfeder 183 ist an dem freien End¬ abschnitt 189' des Anschlagstiftes 189 befestigt, während das andere Ende 196 in unmittelbarer Nähe der radialen Stirnflä¬ che 192, an dem hülsenförmigen Gehäuseteil 99' festgelegt ist, deren azimutaler Abstand von dem Anschlagstift 189, ge¬ sehen in der Verlaufsrichtung der Feder 183 etwa deren azimu¬ taler Ausrichtung entspricht.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrohydraulische Steuerventilanordnung zur Steuerung des Druckmittel-Zustromes und -Abflusses zu und von ei¬ nem linearen oder rotatorischen Hydromotor, mit einem als 3-Stellungs-Ventil ausgebildeten Hauptsteuerventil, das einen in einer Bohrung seines Gehäuseε in alternati¬ ven Richtungen zwischen Endstellungen auslenkbaren Kol¬ ben hat, die maximalen Beträgen in alternativen Funk¬ tionsstellungen I und II des Hauptsteuerventils freige¬ gebene Querschnitte von Durchflußpfaden entsprechen, die mit zunehmender Auslenkung des Kolbens aus einer funk¬ tionsneutralen Mittelstellung stetig, im wesentlichen auslenkungεproportional freigegeben und bei Annäherung deε Kolbenε an εeine Mittelstellung entsprechend redu¬ ziert werden, wobei die Kolbenauslenkungen mittels einer elektrohydraulischen Vorsteuer-Ventilanordnung, die elektrisch sollwert-geführt ist, durch alternative Druckbeaufschlagung und -Entlastung freier Steuerkammern des Hauptsteuerventils steuerbar sind, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
a) Als elektrohydraulische Vorεteueranordnung ist ein elektrohydraulisches Nachlauf-Regelventil (14,-14') vorgesehen, das mit elektromechanisch εteuerbarer Po¬ sitions-Sollwert-Vorgabe und mechanischer Poεitions- Iεtwert-Rückmeldung arbeitet,
b) daε Nachlauf-Regelventil (14,-14') umfaßt ein in einem mit dem Gehäuse des Hauptsteuerventils (11*11') fest verbundenen Anschlußblock (114, 114') angeordneten, gegenüber diesem druckdicht beweglichen hülsenförmi¬ gen Gehäuseelement (99; 99') , seinerseits druckdicht beweglich angeordnetes Kolbenelement (66;66') , von denen das eine als Sollwert-Vorgabeelement dient, das mittels eines steuerbaren Elektromotors (131) in al¬ ternativen Richtungen zur Ausführung inkrementaler Auslenkungen gegenüber dem anderen antreibbar ist, das als Positions-Istwert-Rückmeldeelement dient, das mit dem Kolben (16,-16') des Hauptsteuerventils (11; 11') kraft-formschlüεsig bewegungsgekoppelt und da¬ durch zur Ausführung mit den Auslenkungen des Soll¬ wert-Vorgabeelements gleichsinniger Nachlaufbewegun¬ gen antreibbar ist;
c) das Nachlauf-Regelventil (14; 14') ist mit einer Ven¬ tilfederanordnung (118, 119; 151) versehen, die im nicht angesteuerten Zustand des Sollwert-Vorgabe-Mo- torε (131) das Sollwert-Vorgabeelement auf die der funktionsneutralen Mittelstellung deε Hauptsteuerven¬ tils (11;11') zugeordnete Sollwert-Vorgabe-Position einstellt .
2. Steuerventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Hauptεteuerventil (11) und daε Nach¬ lauf-Regelventil (14) als lineare Schieberventile ausge¬ bildet εind, die mit parallelm Verlauf ihrer zentralen Längsachsen (18,68) angeordnet sind, wobei das Rückmel¬ deelement (99) des Nachlauf-Regelventils (14) axial ver¬ schiebefest mit dem Kolben (16) des Hauptsteuerventils (11) verbunden ist und das Sollwert-Vorgabeelement (66) deε Nachlauf-Regelventils (14) mittels eines elektri- εchen Linearantriebes axial hin- und her-verschiebbar iεt.
3. Steuerventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Hauptsteuerventil und daε Nachlauf-Re¬ gelventil alε Drehschieberventile ausgebildet sind, die mit parallelem, vorzugsweise koaxialem, Verlauf ihrer zentralen Längsachsen angeordnet sind, wobei das Rück- meldeelement des Nachlauf-Regelventils (14') drehfest mit dem drehbaren Kolben des Hauptsteuerventils verbun¬ den ist und das Sollwert-Vorgabe-Element des Nachlauf- Regelventils mittels eines elektrischen Rotationsantrie¬ bes azimutal in alternativen Richtungen auslenkbar ist.
4. Steuerventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Hauptsteuerventil als Drehschieberven¬ til ausgebildet ist und das Nachlauf-Regelventil als li¬ neares Schieberventil, und daß eine Getriebeeinrichtung vorgesehen ist, die azimutale Auslenkungen des Kolbenε deε Hauptεteuerventilε in lineare Verschiebungen des Rückmeldeelements des Nachlaufregelventilε umsetzt, wo¬ bei dessen Sollwert-Vorgabeelement mittels eines elek- triεchen Linearantriebeε axial hin- und her-verεchiebbar iεt.
5. Steuerventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Hauptsteuerventil (11') als lineares Schieberventil ausgebildet iεt und daε Nachlauf-Regel¬ ventil (14') alε Drehεchieberventil , deεεen Iεtwert- Rückmeldeelement (99') über eine Koppeleinrichtung
(143,144), die lineare Auslenkungen des Kolbens (16') des Hauptsteuerventils (11') in azimutale Auslenkungen des Istwert-Rückmeldeelements des Nachlauf-Regelventils
(14') umsetzt, mit dem Hauptsteuerventilkolben (16') be¬ wegungsgekoppelt ist, und dessen Sollwert-Vorgabeelement
(66') drehfest mit der Abtriebswelle (146) des elektri¬ schen Sollwert-Vorgabe-Motors (131) verbunden ist.
6. Steuerventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Nachlauf-Regelventil (14') mit zur zentralen Längsachse (18) des Hauptsteuerventils (11') rechtwinkligem Verlauf seiner zentralen Längsachεe (68) an daε Hauptsteuerventil (11') anmontiert ist, daß als Positions-Iεtwert-Rückmeldeelement deε Nachlauf-Regel¬ ventils (14') dessen hülsenförmiges Gehäuseelement (99') ausgenutzt ist, mit dem drehfest ein Koppelelement (143) verbunden ist, das durch formschlüsεigen Eingriff mit einem Mitnahmeelement (144) deε Hauptεteuerventilkolbens (16') dessen axiale Auslenkungen in azimutale Nachlauf- bewegungen des Rückmeldeelements (99') umsetzt.
7. Steuerventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Mitnahmeelement deε Hauptεteuerventil¬ kolbenε (16') alε Ringnut (144) deεselben ausgebildet iεt, daε daε Koppelelement (143) mit einem rechtwinklig zur zentralen Längsachse (18) des Kolbens (16' ) und par¬ allel zur zentralen Längsachse (68) des Nachlauf-Regel¬ ventils (14') verlaufenden, εtabförmig ausgebildeten Endabschnitt in das Mitnahmeelement (144) hineinragt, und daß die Anordnung der Nut (144) am Kolben (16') deε Hauptεteuerventilε (11') und diejenige des Koppelele¬ ments (143) an dem Rückmeldeelement (99') des Nachlauf- Regelventils (14') dahingehend aufeinander abgestimmt sind, daß in der funktionsneutralen Mittelstellung des Hauptsteuerventils (14') die durch die Langsachεe des stabförmigen Koppelelement-Abschnittε (143) und die zen¬ trale Längεachse (68') des Nachlauf-Regelventils (14') markierte Ebene rechtwinklig zur zentralen Langsachse
(18) des Hauptsteuerventils (11') verlauft.
8. Steuerventilanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das zwischen den Nutwangen der Ringnut (144) angeordnete Eingriffsende des Koppelelements (143) als Kugelkopf (177) ausgebildet ist, deεεen Durchmesser größer ist als derjenige des stabförmigen Endabschnittε und annähernd gleich oder höchεtenε gleich dem in axi¬ aler Richtung gemessenen lichten Abstand der Nutwangen der Ringnut (144) deε Hauptεteuerventilkolbenε (16') iεt.
9. Steuerventilanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verspanneinrichtung (181) vor¬ gesehen ist, die ein zwischen dem hülsenförmigen Gehäu¬ seelement (99') und dem Kolben (66') des Nachlauf-Regel¬ ventils (14') permanent wirksames Drehmoment erzeugt, das daε Koppelelement (143) in Kraft-Formεchlüεεiger Anlage mit der einen Nutwange der Ringnut (144) deε Kol¬ bens (16') des Hauptsteuerventilε (16') drängt und dem Betrage nach kleiner ist als das Haltemoment des Soll¬ wert-Vorgabemotors (131) und auch kleiner als das bei eingeschalteter Druckversorgung durch den Kolben (16') auf das kolbenseitige Gehäuseelement (99') des Nachlauf- Regelventilε (14') ausgeübte Rückstellmoment.
10. Steuerventilanordnung nach Anspruch 9, wobei der Gesamt¬ betrag 0 der azimutalen Auslenkung des Kolbens (66') des Nachlauf-Regelventilε (14') gegenüber dem hülsenför¬ migen Gehäuseelement (99') weniger als 180' ist, vor¬ zugsweise um 90' beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß der azimutale Auslenkungεbereich Φ durch Anschlagwir- kung eines mit dem Kolben (66') fest verbundenen radia¬ len Stiftes mit den azimutalen Begrenzungen eines sich in Umfangεrichtung erεtreckenden Langlochε deε hülεen- förmigen Gehäuεeelementε (99') oder einer εtirnεeitig angeordneten, randoffenen, sektorförmigen Ausnehmung desεelben begrenzt iεt, und daß die Verεpanneinrichtung eine einerseits am freien Ende des Stiftes und anderer¬ seits an dem hülsenförmigen Gehäuseelement (99') festge¬ legte, unter Zugvorspannung stehende Wendelfedern um¬ faßt, die auf dem zum Schwenkbereich φ komplementären Umfangsbereich von einer randoffenen Rille des hülsen¬ förmigen Gehäuseelementε (99') aufgenommen ist.
11. Steuerventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die im nicht-angesteuer- ten Zustand des Sollwert-Vorgabe-Motors (131) das Soll¬ wert-Vorgabe-Element (66;66') in dessen mit der Mittel¬ stellung (0) des Hauptsteuerventilkolbenε (16;16') ver¬ knüpfte Sollwert-Vorgabe-Poεition drängende Ventilfeder¬ anordnung zwei vorgeεpannte Druckfedern (118,119) um¬ faßt, die in entgegengeεetzter Richtung am Sollwert-Vor¬ gabe-Element deε Nachlauf-Regelventilε oder an einem mit diesem fest verbundenen Teil angreifen.
12. Steuerventilanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Vorspannung der Druckfedern (118,119) einstellbar ist.
13. Steuerventilanordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspannhübe der Ventilfedern
(118,119) durch Fesεelung der Federn auf denjenigen Be¬ trag begrenzt εind, bei dem die mit der Mittelεtellung (0) des Hauptεteuerventilkolbenε (16; 16') verknüpfte Po- εition des Sollwert-Vorgabe-Elements erreicht ist.
14. Steuerventilanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die im nicht-angesteuerten Zustand deε Sollwert-Vorgabe-Motorε (131) daε Sollwert- Vorgabeelement (66,-66') in dessen mit der Mittelstellung des Hauptsteuerventilkolbens (16;,16') verknüpfte Soll¬ wert-Vorgabe-Position drängende Ventilfederanordnung ei¬ ne azimutal vorgespannte, als Wendelfeder, deren Wendun¬ gen die zentrale Achse (68) des Nachlauf-Regelventilε
(14;14') koaxial umgeben, ausgebildete Schenkelfeder (151) umfaßt, die zwei von ihren endständigen Teilwin¬ dungen ausgehende, an diese mit radialem oder annähernd radialem Verlauf anschließende freie Schenkelenden um¬ faßt, zwischen denen ein fest mit dem Anschlußblock (114') des Nachlauf-Regelventils (14') verbundener An¬ schlagzapfen und ein drehfest mit dem Sollwert-Vorgabe¬ element verbundener Anschlagschenkel (156) angeordnet sind.
15. Steuerventilanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß mindestenε eine der die zentrale Achεe deε Nachlauf-Regelventilε (14') koaxial umgebende Wendungen (158) der Schenkelfeder (151) mit einer Auεbuchtung ver¬ εehen ist, die einen mit dem Anschlußblock (114') des Nachlauf-Regelventilε (14') feεt verbundenen, sich par¬ allel zu dessen zentraler Längsachse (68) erstreckenden Anschlagzapfen formschlussig umgreift.
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