DE2620415A1

DE2620415A1 - Steuerschieberanordnung

Info

Publication number: DE2620415A1
Application number: DE19762620415
Authority: DE
Inventors: Francis H Tennis
Original assignee: HYDRAULIC INDUSTRIES
Current assignee: HYDRAULIC INDUSTRIES
Priority date: 1975-05-09
Filing date: 1976-05-08
Publication date: 1976-11-25
Also published as: US3989062A; GB1541721A; JPS51143179A

Description

Steuerschieberanordnung

Die Erfindung betrifft druckniittelbetätigte Systeme und insbesondere eine Steuerschieberanordnung für die "Versorgung eines reversiblen Strömungsmittelmotors aus einer Strömungsmittelquelle, v/elcher zeitweilig mit ausgewählten geringen Geschwindigkeiten arbeiten muss und zeitweilig Hohlsogerscheinungen unterliegen kann, wenn das auf der einen beite zugeführte Druckmittel nicht so schnell zufliessenjkann, wie es an der anderen Seite abgegeben wird.

Das Betreiben eines Hydraulikzylinders oder sonstigen Druckmittelmotors mit ausgewählter gleichmässiger Arbeitsgeschwindigkeit erfordert die Anordnung einer Motorsteuerschieberanordming, welche eingangsseitig mit einer Druckmittelquelle verbunden ist, dessen iiotoranschluss mit dem Hydraulikmotor verbunden ist und dessen Steuerschieber so bedienbar ist, dass das Druckmittel aus der Druckmittelciuelle zum Hotoranschluss strömt. Solche üteuerschieberanordnungen können auch ein Druckkompensationsventil

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enthalten, welches den Zufluss zum Motor in Abhängigkeit von Druckdifferenzschwankungen zwischen Motoranschluss und Druckmittelquelle am Einlass der Steuerschieberanordnung regelt. vJenn es sich auch um die Steuerung reversibler Strömungsmittelnotoren, beispielsweise um die Regelung von zweiseitig wirkenden Hydraulikzylindern, handelt, ist ein zweiter mit dem Motor verbundener Motoranschluss vorgesehen, wobei dann das Druckkompensationsventil auch die Strömung an diesem zweiten Motoranschluss überwachen kann.

Als Beispiel einer solchen Steuerschieberanordnung wird verwesen auf die DE-OS 22 52 772.6. Diese Steuerschieberanordnung enthält eine Mehrzahl von Steuerschiebern, mit denen der DruckmittelCluss zu und aus einer Anzahl von zweiseitig v/irkenden Hydraulikzylindern gesteuert wird. Zusätzlich ist für jeden einzelnen Steuerschieber ein gesondertes Druckkompensationsventil vorgesehen, um sicherzustellen, dass der zugehörige Zylinder mit gleichförmiger Arbeitsgeschwindigkeit betrieben wird. Bei dieser Steuerschieberanordnung liegt zwischen dem Einlassanschluss und einem mit dem Sammelbehälter verbundenen Auslass ein Entlastungs-Hebenschluss, welcher ein Entlastungsventil enthält. Wenn die verschiedenen Steuerschieber in ihren ITeutralstellungen stehen, lässt sich eine den Einlassanschluss der Steuerschieberanordnung versorgende Pumpe über den erwähnten nebenschluss "entlasten". Das Entlastungsventil

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ist so ausgebildet, dass es an seiner Rückseite über eine Ventilkammer mit dem Einlassdruck in Schliessrichtung "beaufschlagt wird, wobei dieses Ventil durch den Einlassdruck geöffnet werden kann, wenn die hinter dem Ventil liegende Kammer "belüftet wird.

Die hinter dem Entlastungsventil liegende Kammer wird über einen Lüftungskanal belüftet, der von dieser Kammer ausgehend der Reihe nach durch die die Ventilschieber enthaltenen Bohrungen zu einem geeigneten Auslassanschluss führt. Wird irgendein Ventilschieber aus seiner Neutralst ellung in eine Arbeitsstellung verschoben, wird der Belüftungskanal durch diesen Schieberkolben abgesperrt. Durch den dann erfolgenden Abschluss des Belüftungskanals wird das in die'Druckkammer einströmende Druckmittel dort gehalten, so dass es das Belüftungsventil so lange geschlossen hält, wie sich der Steuerschieber in einer Arbeitsstellung befindet.

Bisher ergab es sich häufig, dass im Augenblick der Schliessung des Lüftungskanals zur Kammer des Lüftungsventiles eine Druckspitze entstand. Unter einer Druckspitze soll verstanden werden, dass im wesentlichen momentan der Einlassdruck auf einen .'nicht zuträglichen hohen Viert ansteigt. Bedingt sind solche Druckspitzen durch die starke Feder am Kolben des dem betätigten Steuerschieber zugeordneten Kompensationsventils, welche ein

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momentanes Ansprechen des Kolbens auf den ansteigenden Einlassdruck verhindert, so dass ein solcher Druck auf einen hohen Viert ansteigen kann, bevor eine Entlastung dadurch auftritt, dass sich der Korben des Kompensationsventils in eine Stellung "bewegt, in der das überschüssige Druckmittel am Kompensatoreinlass zu einem Abfluss - "beispielsweise einem Sammelbehälteranschluss - des Druckkompensationsventils abfliessen kann.

Solche Druckspitzen sind besonders intensiv bei Steuerventilen ,bei denen das überschüssige Druckmittel der Reihe nach die Druckkompensationsventile einer Anzahl von Steuerschiebern durchströmen muss, bevor es einen Rückflusskanal erreicht. Zusätzlich können sich Druckspitzen dann ergeben, wenn ein Steuerschieberkolben von der einen Arbeitsstellung in die andere Arbeitsstellung bewegt wird. Dies geschieht beispielsweise bei einer Teilbewegung des Schieberkolbens in Richtung zur ITeutralstellung, wenn es sich darum handelt, den Druckmittelzustrom zum gesteuerten Zylinder zu vermindern.

So liegt eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung in der Lösung des Problems der Verhinderung von Druckspitzen in druckkompensierten Steuerschieberanordnungen der einleitend genannten Art.

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Speziell "betrifft die Erfindung ein druckkompensiertes Steuerventil der einleitend genannten Art mit einem am Einlass vorgesehenen Entlastungsventil, den ein druckempfindlich arbeitendes Regelventil zugeordnet ist, welches der Vorsteuerung dient und dafür sorgt, dass das Entlastungsventil öffnet, bevor der Einlassdruck auf einen unzuträglich hohen Druck ansteigen kann.

Ein erfindungsgemäss ausgebildetes Regelventil der letztbeschriebenen Art ist gekennzeichnet durch einen Ventilkörper, der durch den Strömungsmitteldruck am Steuerventileinlass geöffnet, aber in Schliessrichtung mit einer Kraft beaufschlagt wird, welche vom Druck des rücklaufenden Druckmittels in einem Kanal erzeugt wird, welcher den Einlass des Steuerventils mit deren Motoranschlüssen verbindet, so dass die Schliesskraft des Ventilkörpers sich in Abhängigkeit von der Belastung des gesteuerten Motors ändert.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeihnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.

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In den Zeichnungen zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Hydraulik systems mit einem erfindungsgemässen Regelventil und

S¹Ig. 2 eine Seilansicht des Regelventils der

Pig. 1 in abgewandelter Ausführungsform.

Die in J?ig. 1 dargestellte Steuerschieberanordnung 10 dient zur Versorgung von zwei zweiseitig wirkenden Hydraulikzylindern 11 und 12. Das Druckmittel kommt aus einer Druckmittelauelle oder Pumpe 13 und kann zu einem Sammerbehälter 16 zurückfliessen. Die beiden Hydraulikzylinder 11 und 12 werden über die Steuerschieber 14 und versorgt.

Diese Steuerschieberanordnung ist im wesentlichen genau so aufgebaut, wie es in der vorgenannten DT-OS 22 52 772 dargestellt ist, mit der Ausnahme, dass in diesem ]?alle nur zwei Steuerschieber vorgesehen sind und noch zusätzlich ein erfindungsgemässes Regelventil 17 in die Schaltung einbezogen ist«, Aufgabe dieses Regelventils 17 ist es, unzuträgliche Druckspitzen zu vermeiden, wie sie normalerweise in druckkompensierten Hydrauliksystemen

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immer dann auftreten, wenn die druckkompensierten Yentile von ihrer Neutralstellung in eine Arbeitsstellung oder von der einen Arbeitsstellung in eine andere Arbeitsstellung "bewegt werden.

Da "bezüglich der Einzelheiten der Steuerschieberanordnung auf die genannte DT-OS 22 52 772 Bezug genommen werden kann, genügt es hier, den Normalbetrieb der Steuerung zu umreißen. Wenn man den Schieberkolben 19 des in Strömungsrichtung vorn liegenden Steuerschiebers der beiden identischen Steuerschieber 14 und 15 über einen Teilbetrag in eine Arbeitsstellung verschiebt,leitet der Schieberkolben eine dosierte Druckmittelmenge von der Pumpe zum Zylinder 11, damit der letztere mit
einer ausgewählten Geschwindigkeit arbeitet.

Wird der Schieberkolben 19 in solcher Weise gegenüber der dargestellten neutralstellung nach rechts verschoben, wird die Kolbenstange 20 des gesteuerten Zylinders 11 mit einer Geschwindigkeit ausgefahren, die das Druckkompensationsventil 21 konstant hält. Das Druckkompensationsventil 21 versorgt den Steuerschieber 14 mit' dem am Einlaß 22 von der Pumpe zuströmenden Druckmittel.

In dieser Arbeitsstellung des Schieberkolbens 19 steht der linke Motoranschluß 23 des Steuerschiebers über

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dessen Bohrung 24 mit dem "benachbarten Arm eines U-förmigen Brückenkanals 25 in Verbindung. Dieser Brückenkanal 25 besteht aus dem hinteren Teil eines Speisekanals,über den die Motoranschlüsse 23 und wechselweise unter Steuerung des Steuerschiebers mit dem Einlaß 22 verbunden werden. Die Schenkel oder Arme des Brückenkanals stehen mit der Bohrung 24 des Steuerschiebergehäuses an axial auseinanderliegenden Zonen in Verbindung, die an gegenüberliegenden Seiten einer mittleren Zone der Bohrung liegen, die den Einlaß 26 zum hinteren Abschnitt des Brückenkanals des Speisekanals bildet. Der vordere Seil 27 des Speisekanals verbindet die Steuerschiebergehäusebohrung mit einer Bohrung, in der der Kolben 28 des Druckkompensationsventils arbeitet.

Das Druckmittel strömt vom Einlaß 22 eines Einlaßkanals 30 zum Einlaßanschluß 31 des Druckkompensationsventils 21 und erreicht dann über eine Umfangsrinne des Kolbens 28 des Druckkompensationsventils den vorderen Teil 27 des Speisekanals.

Die vorderen und hinteren Teile des Speisekanals stehen in der erwähnten, nach rechts vorgenommenen Teilbetätigung des Steuerschiebers 19 miteinander

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in Verbindung, und zwar über eine öffnung, die von einer oder mehreren Drosselkerben 33 gebildet wird, die sich in einem Kolbenabschnitt 34 "befinden, Somit erfolgt der Druckmittelfluß zum Kopfende des Zylinders wie folgt: -Einlaß 22, Einlaßkanal 30, Bohrung des Druckkompensationsventils, vorderer Speisekanals Ieil 27, hinterer Speisekanal-Teil 25, Dosierkerbe und Motoranschluß 23.

Der Kolben 28 des Druckkompensationsventils sorgt dafür, daß das Druckmittel dem Zylinder mit konstanter Geschwindigkeit zugeführt wird, so daß der Zylinder mit einer vorgewählten Geschwindigkeit arbeitet, die der Dosiereinstellung des Schieberkolbens 19 entspricht. Dies geschieht in konventioneller Weise dadurch, daß an der durch die Dosierkerbe 33 definierten Öffnung ein im wesentlichen konstanter Druckabfall aufrechterhalten wird. Somit regelt der Kolben 23 des Druckkompensationsventils den Zufluß zum Motoranschluß 23 in Abhängigkeit von den Druckdifferenzschwankungen an Schieberkolben 19 zwischen den vorderen und hinteren Teilen 27 und 25 des Speisekanals.

Damit das Druckkompensationsventil in der vorstehenden Weise arbeiten kann, wird der Druck im vorderen Teil

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des Speisekanals am linken Ende des Kolbens 28 in an sich bekannter Weise sur Anlage gebracht, während der Druck am Einlaß 26 des Brückenkanals 25 zurückgeführt und einer Kammer 35 am rechten Ende des Kolbens zugeleitet wird, so daß die dort von einer starken Feder 36 aufgebrachte Kraft vergrößert wird. Diese Rückführung bewirkt ein Kanal 37, der den Heil 26 der G-ehäusebohrung 24 nit der die S'eder 36 enthaltenden Kammer 35 des Druckkompensationsventils verbindet.

Diese .Arbeitsweise geschieht in gleicher Weise, wenn man den Bchieberkolben 19 nach links verschiebt, so daß das Druckmittel den Motoranschluß 39 erreichen kann, un die Kolbenstange 20 des Zylinders 11 mit einer zuvor festgelegten Geschwindigkeit wieder einzufahren.

In beiden Eällen sollte beachtet werden, daß die Aufgabe des Druckkompensationsventils 21 darin liegt, daß überschüssige Druckmittel zu einem Sammelbehälteranschluß 40 abzuführen. Bei der Doppelsteuerschieberanordnung der Zeichnung ist der Sammelbehälteranschluß 40 des in Strömungs-

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richtung /liegenden Druckkompensationsventils 21 mit dem Einlaßanschluß des nachgeschalteten Druckkompensationsventils verbunden, dessen Sammelbehälteranschluß mit dem Rückflußkanal in nachfolgend zu beschreibender V/eise verbunden ist.

Das "beim Einfahren oder Ausfahren der Kolbenstange vom Arbeitszylinder abgegebene Druckmittel leitet der Schieberkolben 19 jeweils zu einem der "beiden Abflußkanäle 41, äie ^m^ einer Abfluß Sammelleitung

42 in Verbindung steht₀ Die Kanäle 41 und die Sammelleitung 42 können ein für Niederdruck vorgesehenes Druckhalteventil 45 enthalten. Dieses Ventil 45 beschränkt normalerweise den Abfluß zum Sammelbehälter oder Auslaßanschluß 46 und hält somit das Druckmittel in der Sammelleitung 42 auf einem zuvor festgelegten Druck oberhalb des Druckes, den das Druckmittel im Auslaßkanal 44 hat. Über ein Hohlsogverhinderungsventil

43 für jeden der Motoranschlüsse 23, 39 kann dieses unter einem geringen Druck stehende,abfließende Druckmittel zu einem Motoranschluß zurückfließen, welcher mit der Pumpe 13 verbunden ist, sobald der Pumpendruck am Motoranschluß bis auf einen Viert absinkt, der unterhalb des Druckes in den Abflußkanälen liegt. Auf diese Weise wird in dem gesteuerten Zylinder eine Hohlsog-

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"bildung vermindert oder sogar verhindert.

Zur Steuerschieberanordnung gehört ferner ein Entlastungsventil 50 mit einem hohlen Ventilkörper 51, in dessen Inneren ein ITebenschlußventil 52 angeordnet ist. Das Entlastungsventil 51 und das in seinem Inneren angeordnete ITebenschlußventil 52 sind in Schließrichtung mit Federn vorgespannt. Der Druck am Einlaß 22 beaufschlagt das Vorderende des Entlastungsventils, um eine der Federkraft entgegenstehende Kraft zu erzeugen, welche in üffnungsrichtung wirkt. Eine Druckkammer 55 am liinterende des Entlastungs vent ils steht in irgendeiner konventionellen Weise mit dem Einlaß 22 in Verbindung, um das unter Pumpendruck stehende Druckmittel zu empfangen. Die Druckkammer 55 kann über einen Kanal 54 gelüftet werden, der der Reihe nach durch die Schiebergehäusebohrungen 24- hindurchführt. Der Belüftungskanal 54 hat die Aufgabe, die Kammer 55 zu belüften, wenn sich sämtliche Steuerschieberkolben in den neutralStellungen befinden. Unter diesen Bedingungen kann das Entlastungsventil 51 vom Einlaßdruck offengehalten werden, so daß die Pumpe 13 über einen vom Entlastungsventil 51 gesteuerten Entlastungskanal 56 entlastet werden kann. Sobald irgendeiner der Steuerschieber aus seiner ITeutral-

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stellung verschoben wird, kommt es zu einer Absperrung des Belüftungskanals 54 durch den "betätigten ochicberkolben, so daß das Entlastungsventil 51 unter dem in der Kammer 55 vorhandenen Einlaßdruck schließt mit Unterstützung der !Federkraft,

Das innere Ventil 52 hält normalerweise einen Hebenschluß 61 verschlossen, der vom Einlaß 22 zum Auslaßkanal 44 über einen ringförmigen Ventilsitz führt, welcher innen am vorderen Ende des hohlen Entlastungsventils vorgesehen ist. Radiale Öffnungen des äußeren Ventilkörpers münden in den Auslaßkanal. Das Hebenschlußventil 52 wird immer dann geöffnet, wenn der Einlaßdruck auf einen zuvor festgelegten hohen Wert ansteigt, welcher entgegen der Schließkraft der ]?eder 63' ein Vorsteuerventil 63 öffnet. Das Vorsteuerventil 63 steuert einen kurzen Belüftungskanal 64 der Kammer 55. Wenn das Vorsteuerventil 63 geöffnet ist, ermöglicht es eine öffnung des ITebenschlußventiles durch den Einlaßdruck an seiner Vorderseite, so daß es zu einem Abbau der Überlastung kommt, die eine Öffnung des Vorsteuerventils 63 bewirkte.

Das Regelventil 17 arbeitet ähnlich wie das Vorsteuerventil 63 und kann unter bestimmten Bedingungen ebenfalls

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das Hebenschlußventil 52 öffnen. Bei diesen Bedingungen handelt es sich jedoch um Drücke, die kleiner sind als die der Einstellung des Entlastungsventils entsprechenden hohen Druckwerte. Zu diesem Zweck ist das G-ehäuse 65 des Regelventils mit einer Bohrung 66 versehen, welche einen zapfenförmigen Ventilkörper 67 enthält, der sich relativ zu einer Schließstellung, "bei der ein ringförmiger Yentilsitz 68 "beaufschlagt wird, hin und her bewegen kann. Eine Feder 69 drückt den Ventilkörper 67 gegen seinen Yentilsitz.

Über den Yentilsitz 68, der sich in koaxialer Lage am einen Ende der Bohrung 66 befindet, steht die letzterwähnte Bohrung mit einem Sammelbehälteranschluß 70 des G-ehäuses in Verbindung. Am G-ehäuse 65 sind ferner zwei zusätzliche Anschlüsse 71 und 72 vorgesehen. Der Anschluß 71 mündet in der Bohrung 66 in der Hahe des Ventilsitzes 68 ein, während der Anschluß 72 in die Bohrung 66 an dem vom Ventilsitz abgelegenen Ende einmündet, wo in dieser Bohrung eine Kammer für die Feder 69 vorgesehen ist.

Der Anschluß 71 steht auch mit dem Einlaß 22 in irgendeiner geeigneten Weise in Verbindung, beispielsweise dadurch, daß man den Anschluß 71 mit der Druckkammer

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des Entlastungsventils 50 über den Teil 73 des Belüftungskanals 54,der an dieser Kammer angeschlossen ist, verbindet. Der Anschluß 72 steht mit den Einlassen 26 der hinteren Speisekanalteile über eine Leitung 75 in Verbindung, deren Abzweigungen 76 mit den Rückführkammern der Druckkoinpensationsventile 21 in Verbindung stehen. Die zugehörigen Rückführkanäle 37 verbinden dann die Rückführkaiamern mit den zugehörigen Einlassen 26. Ein Rückschlagventil 77 in jeder Abzweigung 76 stellt sicher, daß der Regleranschluß 72 jeweils dem höheren, in den Schieberkolbengehäuse-Bohrungsabschnitten 26 vorhandenen Druck ausgesetzt wird, für den Pail, daß beide Steuerschieberkolben zur gleichen Zeit in Arbeitsstellungen stehen.

Der hintere Abschnitt der Bohrung 66 mit der Feder 69 des Ventilkörpers 67 wird zum Samraelbehälteranschluß 70 des Regelventilgehäuses mit einer Belüftung 79 belüftet. Mittig durch den Ventilkörper 67 führt eine entsprechende Belüftungsbohrung, die am einen Ende zum Sammelbehälteranschluß 70 und am anderen Ende zur Bohrung 66 geöffnet ist. Hierzu dienaiein Querkanal und eine axiale Rinne 80 an der Außenseite des Ventilkörpers 67.

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Aus der vorstehenden Beschreibung des Regelventils ist ersichtlich, daß bei in ffeutralstellung stehenden Schieberkolben die Stirnseite 81 des Ventilkörpers 67 durch den Druck am Einlaß 22 so stark beaufschlagt wird, daß der Ventilkörper 67 entgegen der relativ schwachen Feder 69 in eine Öffnungsstellung kommt. Das öffnen des Ventils 67 bewirkt somit auch eine Belüftung der Druckkammer 55 hinter dem Entlastungsventil 50, so daß das letztere unter dem an der Stirnseite angreifenden Einlaßdruck öffnet.

Falls einer der Steuerschieberkolben in einer Arbeitsstellung steht, wird der vorerwähnte Belüftungskanal 54- der Kammer 55 geschlossen-gehalten. Der Regelventilkörper 67 versperrt auch die Kammer 55 gegenüber dem Auslaßanschluß 70. Dieser Steuerzustand ergibt sich dadurch, daß der Ventilkörper 67 vom Druck des Druckmittels in der Feuerkammer des Regelventils geschlossengehalten wird. Der Druck in der Federkammer entspricht dem Druck im Bohrungsabschnitt 26 des betätigten Schieberkolbens. Man kann somit sagen, daß der Strömungsmitteldruck im Bohrungsteil 26 zu diesem Zeitpunkt den Druck am Motoranschluß -widerspiegelt, v/elcher das Druckmittel aus dem Brückenkanal 25 empfängt, für den der Bohrungsteil 26 der Einlaß ist.

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v/enn also ein ArbeitszjT-linder "betätigt wird, entspricht die durch Stronungsmitteldruck erzeugte Schließkraft am Ventilkörper 67 des Regelventils 17 der Last an gesteuerten Zylinder. Diese Schließkraft addiert sich zur Kraft der ü'eder 69, die normalerweise den Regelventilkörper 67 entgegen der Üffnungskraft des dort angreifenden Einlaßdruckes geschlossen hält.

Wie schon zuvor erwähnt, liegt die Aufgabe des Regelventils in der Verminderung oder sogar Beseitigung von Druckspitzen, wie sie in druckkompensierten Steuerschiebern immer dann auftreten, v/enn ein Steuerschieber in eine Arbeitsstellung bewegt wird, oder aber v/enn ein Steuerschieber von der einen Arbeitsstellung in eine andere Stellung bewegt wird, um die Arbeitsgeschwindigkeit des gesteuerten Zylinders herabzusetzen.

J3ei konventionellen, druckkompensierten Steuerschiebern entsteht eine Druckspitze in dem Augenblick, in dem der Steuerschieber aus seiner neutralstellung, beispielsweise in eine dosierende oder !Heil-Arbeiteist ellung, her aus bewegt wird. In einem solchen Augenblick versperrt der Steuerschieber den xSelüftungs-

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kanal 54 zur Druckkammer 55 des Entlastungsventils 50, so daß das Entlastungsventil 51 augenblicklich schließt aufgrund der Einsperrung des von Einlaß kommenden Druckmittels in seiner Kammer 55. Bach diesem Schließen des Entlastungsventils steigt der Druck an Einlaß 22 gewöhnlich plötzlich auf einen zu "beanstandenden hohen V/ert an, da der mit starker Vorspannung versehene Korben 28 des Kompensationsventils 21 nicht schnell genug auf den ansteigenden Druck im Einlaßkanal 50 reagieren kann und dann nicht unmittelbar in eine teilweise geöffnete Stellung gelangt, in der das überschüssige Druckmittel zum Überflußanschluß 40 gelangen kann.

Der normalerweise bei einer Verschiebung der üteuerschieberkolben aus der L'eutra !stellung erzeugte starke Druckanstieg wird durch das erfindungsgenäße Regelventil 17 ganz erheblich vermindert oder sogar beseitigt. Das Regelventil 17 beseitigt die Druckspitzen, da dessen Pederkammer noch unter den Druck ITuIl steht, wenn der Druck am Einlaß 22 plötzlich zu steigen beginnt. Aus diesem Grunde wird der Regelventilkörper 67 nur von der kleinen Schließkraft der Feder 69 beaufschlagt. Diese kleine Kraft wird leicht durch

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den steigenden Einlaßdruck überwunden, der das vordere Ende 81 des Ventilkörpers beaufschlagt. Somit wird der Regelventilkörper 67 durch den Einlaßdruck in die Öffnungsstellung gedruckt, bevor der Kolben 28 des Druckkompensationsventils den Überdruck im Einlaßkanal 30 abbauen kann und bevor der Einlaßdruck auf einen Wert ansteigt, bei dem aufgrund seiner Einstellung der VorSteuerventilkörper 63 ansprechen kann. Dieses Öffnen des Regelventilkörpers 67 führt zu einer Belüftung der Kammer 55 des Entlastungsventils 50, so daß dieses unter dem Einlaßdruck öffnen kann und es zu einem Abbau des Druckes kommt, bevor dieser auf einen erheblichen oder zu beanstandenden Wert ansteigt.

Bei weiterer Bewegung des Steuerschieberkolbens 19 aus der Neutralstellung heraus empfängt die hintere, die federenthaltende Kammer 66 des Regelventils 17 einen Druck der im wesentlichen .dem Lastdruck im Brückenkanal 25 gleich ist. Die die Feder enthaltende Kammer 66 steht über die Leitungsabschnitte 75, 76 mit der Leitung 37 in Verbindung. Der erwähnte Druck in der Kammer 66 ist in Verbindung mit der Feder 69 groß genug, um den Ventilkörper 67 des Regelventils 17 in die Schließstellung zu bringen und den Ventilkörper unter einem Druck geschlossen zu halten, der größer ist als der Druck am Einlaß 22. Es sei noch

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erwähnt, daß selbstverständlich dann, wenn ein Steuerschieber in einer Arbeitsstellung steht und der Ventilkörper 67 des Regelventils 17 wieder in die Schließstellung gelangt ist, die Kammer 55 des Entlastungsventils nicht mehr langer belüftet wird. Die Kraft des dann erhöhten Einlaßdruckes in der Kammer 55 addiert sich dann zu den Kräften der federn, die an den JüJntlastungs- und ITebenschlußventilen 51 und 52 angreifen, so daß die genannten Ventile sicher in der Schließstellung verbleiben.

Wenn der Steuerschieberkolben 19 anschließend in Richtung Neutralstellung in eine leil-Arbeitsstellung bewegt wird, in der der Zufluß zum Zylinder 11 eine Beschränkung erfährt,steigt der Strömungsmitteldruck am Einlaß 22 erneut plötzlich an, bevor der Kolben des zugehörigen Kompensationsventiles reagieren kann, wobei dann erneut der Regelventilkörper 67 in die Öffnungsstellung gelangt und die Kammer 55 des Entlastungsventils belüftet wird. Bun öffnet das Nebenschlußventil 52 sehr schnell und beseitigt den Einlaßdruck, bevor dieser einen unzulässig hohen Wert erreichen kann. Bei jedem der beschriebenen Schaltzustände Öffnet der Regelventilkörper 67 bei einem Druck, der ausreichend tief unter der Druckeinstellung des Entlastungsventils liegt, welches unter einem Einlaß-

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druck öffnet, der - obwohl hoch - doch unzureichend ist, um ein Öffnen des Vorsteuerventilkörpers 63 zu bewirken. Der Regelventilkörper 67 schließt erneut aufgrund des Druckes in der zu seiner Pederkainner zurückgeführten Druckmittelmenge, sobald der Kolben des !Compensations vent ils des arbeitenden Steuerschiebers atif den steigenden Druck in dem S'inlaßkanal 30 reagieren kann, welcher dtirch die Betätigung des ßchieberkolbens 19 bedingt ist.

Bei der dargestellten bt euer sch ieberr/n Ordnung wird das gesamte von der Pumpe konnende Druckmittel über das Entlastungsventil 51 abgeleitet, wenn sämtliche Steuerschieberkolben in der ITeutral stellung stehen. In der normalen Arbeitsstellung der einzelnen Steuerschieber bleibt jedoch das Entlastungsventil geschlossen. Etwaiges Überschuß-Druckmittel erreicht die Rückflußsammelleitung über die Abflußanschlüsse der Kompensationsventile 21 ·

Die Beseitigung von Druckspitzen läßt sich auch mit einem Regelventil '.170 bewirken, wie es in der iⁿig.2 dargestellt ist. Dieses Regelventil 170 besitzt einen Schieberkolben 152, der in einer Gehäusebohrung 166 axial hin und her verschieblich gelagert ist. Eine am linken Ende angeordnete Druckfeder stützt sich einer-

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seitD am geschlossenen Ende der Bohrung 166 und andererseits am Schieberkolben 152 at>, um diesen normalerweise in seiner rechten Endstellung zu halten, "bei der ein Schieberkolbenansatz das geschlossene rechte Ende der Bohrung 166 "beaufschlagt₀

In diesem Ealle ist am Regelventilgehäuse seitlich ein Anschluß 71 vorgesehen, der zwischen den Enden der Bohrung 166, L'in weiterer -Anschluß 167 mündet am äußeren rechten Ende der bohrung 166 ein. Diese "beiden Anschlüsse 71 und 167 führen zur Kammer 55 des Entlastungsventils 50 und sind an den Leitungsabschnitt 7'5 des Lelüftungskanals 54 angeschlossen, der mit der Kammer 55 verbunden ist. Somit steht das geschlossene rechte Ende der Bohrung 166 stets unter Einlaßdruek, um am Schieberkorben 152 eine Kraft in üffnungsrichtung zu erzeugen.

Ein Sammelbehälteranschluß 70 geht ebenfalls von der Bohrung 166 aus und ist derart angeordnet, daß die Verbindung zwischen dem Anschluß 71 und dem Anschluß unterbrochen wird, wenn sich der Schieberkolben 152 in der dargestellten rechten Endstellung "befindet. Immer dann, wenn der Einlaßdruck den Schieberkolben entgegen der Wirkung der Eeder 169 nach links verschiebt, sorgt eine Umfangsrinne 168 des Schieberkolbens 152 für

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eine Verbindung zwischen dem mit dem Einlaß verbundenen Anschluß 71 und dem Sammerbe halte ran Schluß 70. Vf ie zuvor, ergibt sich hierdurch eine Belüftung der Kammer 55 hinter dem Nebenschlußventil 52, so daß das letztere öffnet, um Druckspitzen am Einlaß abzubauen, bevor diese einen unerträglich hohen Wert annehmen können.

Bei der Ausführungsform gemäß I¹Ig. 2 kann es genauso wie bei der Ausführungsform gem. Fig. 1 von Vorteil sein, den Anschluß 72 des Regelventils mit dem Belüftungskanal 54 über eine Leitung 84 zu verbinden, in der sich ein Rückschlagventil 85 befindet, welches in solcher Richtung öffnet, daß aus der die Feder enthaltenden Kammer des Regelventils das Druckmittel abfließen kann. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders gute Entleerung der die Feder enthaltenden Kammer des Regelventils. Das letzterwähnte Merkmal ist nicht zwingend erforderlich, obwohl man ein besseres üffnungsverhalten des Regelventils erreichen kann, wenn einer der Steuerschieberkolben begannt, seine Neutralste llung in Richtung auf eine Teilarbeitsstellung zu verlassen.

Es kann vorkommen, daß der zuvor beschriebene hohlsogverhindernde Abfluß von den Rückflußkanälen zu dem mit der Pumpe verbundenen Motoranschluß nicht ausreichend ist, um Hohlsogerscheinigungen in dem expandierenden Zylinderende zu beseitigen. Dies gilt insbesondere dann,

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wenn der Abfluß vom stangenseitigen iJnde des Zylinders 11 zum Hotoranschluß 23 über das zugehörige Hohlsog-Verhinderungsventil zurückgeleitet wird und dabei die an der Kolbenstange 20 angreifende Last den kopfseitigen Raum des Zylinders 11 schneller expandieren läßt, als Pumpe und Rückfluß einen Ausgleich schaffen können.

Unter solchen Bedingungen fäMlt der Druck in der Abflußsammelleitung 42 auf einen Wert ab, der unterhalt) der Einstellung des Hiederdruck-Ventils liegt und das Ventil 45 schließt. Zur gleichen Zeit bewirkt der Druckabfall in der Abflußsammelleitung eine Öffnung des Ventilkörpers 130 eines Druckminderventils 131 mittels der Feder 132. Wenn der Ventilkörper 130, wie in 3?ig. 1 gezeigt, in geöffneter Stellung steht, verbindet das Ventil 131 den Ventileinlaß mit der Rückflußsammelleitung 42 über einen Nebenschluß 133, so daß das von der Pumpe kommende Druckmittel unmittelbar in die Rückflußsammelleitung gelangt und dann dort zur Verfugung steht, um einen Hohlsog-Verhinderungsfluß zu erzeugen, der das verarmte Ende des Zylinders 11 über den Motoranschluß und das zugehörige Hohlsog-Rückschlagventil 48 erreicht.

Der Ventilkörper 130 des ..druckabhängigen Ventils 131 wird während aller normaler Betätigungen des Zylinders durch den Druck in der Abflußsammelleitung 42 in einer Lage gehalten, in der der Nebenschluß 133 abgesperrt ist.

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Der Druck in der Rückflußsainmelleitung 42 stellt sicher, daß der Ventilkörper 130 so lange in der Schließstellung verbleibt, wie der Druck in der AbflußSammelleitung auf eine» zuvor festgelegten Wert liegt, welcher mehr oder weniger ₇on der Einstellung des Hiederdruckventils 45 abhängt. Auf diese Weise schließt das Entlastungsventil und öffnet das druckabhängige Ventil immer dann, \tfenn der Druck in der Abflußsammelle itung auf einen Wert abfällt, der unterhalb der Einstellung des Niederdruckventils 45 liegt.

Entsprechend einem nicht beschränkenden Beispiel kann das Niederdruckventil 45 so eingestellt werden, daß es bei Drücken in der Rückf lußsammelle itung von mehr als 10 atü öffnet und immer dann schließt, wenn der Druck unter diesen Wert absinkt. In entsprechender Weise kann man den Ventilkörper 130 des druckabhängigen Ventils 131 so vorspannen, daß das Ventil bei einem Druck von 7 atü in der Sammelleitung 42 öffnet. Hier ist als Beispiel davon ausgegangen, daß die Pumpe 13 eine Leistung von 380 Idter/min hat.

Wenn unter diesen Bedingungen der Stetierschieber 19 in eine Dosierstellung gebracht wird, in der das Kopfende des Zylinders 11 über den Motoranschluß 23 in der Minute 38 Iiiter empfängt, hält das Kompensationsventil den Zufluß von der Pumpe zum Zylinder auf dieser Größe von 38 Litern/min trotz Schwankungen in der Belastung des Zylinders.

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Wenn nun die _.Iiast am Zylinder am Kopfende einen Hohlsog erzeugt, den man nur dadurch beseitigen könnte, daß man 19 Idter/min von der Pumpe kommendes Druckmittel zum Abfluß zv/ischen Stangenende des Zylinders und Motoranschluß 23 über das Hohlsog-Verhinderungsventil zuführt, fällt der Druck in der Rücklauf Sammelleitung auf einen Wert von "beispielsweise 6,3 atü, so daß das Ixederdruckventil 45 schließt und der Ventilkörper 130 des Ventiles 131 unter dem Einfluß der Feder 132 öffnet. Ifunmehr kann von der Pumpe kommendes Druckmittel unmittelbar in der zuvor beschriebenen Weise zur Rückflußsammelleitung gelangen. Somit kann dann auch die erforderliche Menge des von der Pumpe kommenden Druckmittels über die Rückflußkanäle und das Ventil 130 zur Hohlsog-Beseitigung beitragen.

Aus der vorstehenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ist für den Fachmann offenbart, daß die vorliegende Erfindung die Möglichkeit gibt, mit besonders einfachen, aber im höchsten Grade wirksamen Mitteln den Druck am Einlaß einer Steuerschieberanordnung zu regeln.

Für den Fachmann ist es auch offensichtlich ,daß die Erfindung auch abweichend von der vorstehenden beispielsweisen Erläuterung zur Anwendung kommen kann.

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Claims

Patentansprüche

(1.) SteuersGhieberanordnung mit mindestens einem Steuerschieber, dessen in einer G-ehäusebohrung axial verschiebbarer Schieberkolben das von einer mit der Druckmittelquelle verbundenen Speiseleitung kommende Druckmittel einem Motoranschluß zuleiten und auch den Rückfluß zu einem Sammelbehälter zurückleiten kann, und einem in einem Nebenschluß zwischen Speiseleitung und Sammelbehälter angeordneten Entlastungsventil, dessen Ventilkörper bei in Neutralstellung stehenden Steuerschiebern vom Speisedruck in nefeenschlußöffnender Richtung und bei aus der Neutralstellung verstellten Steuerschiebern durch den einer Druckkammer des Entlastungsventiles zugeführten, der Belastung des gesteuerten Motors entsprechenden Steuerdruck in nebenschlußschließender Richtung beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (55) des Entlastungsventils (51) mit dem Abfluss (16) über ein Regelventil (17) * verbunden ist, dessen Ventilkörper (67) durch den Druck der Druckkammer (55) in Öffnungsrichtung und in Schließrichtung einerseits durch eine

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schwache Feder (69), deren Federkraft bei in Feutralstellung stehenden Steuerschiebern (19) durch den in der Druckkammer (55) herrschenden Speisedruck überwindbar ist, und andererseits durch die in einer den Druck am Motoranschluß (23, 39) empfangenden Druckkammer (66) des Regelventils (17) erzeugte Kraft beaufschlagt wird, welche groß genug ist, um den Ventilkörper (67) entgegen dem Speisedruck geschlossen zu halten.
2. Steuerschieberanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (55) des Entlastungsventils (51) mit. einem Belüftungskanal (54) verbunden ist, welcher durch die Bohrungen sämtlicher Steuerschieber (19) derart hindurchführt, daß der Belüfungskanal (54) abgesperrt wird, sobald einer der Steuerschieber (19) aus der Neutralsteilung herausbewegt wird.
3. Steuerschieberanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen vorderen und hinteren Heilen (27, 25) der die Steuerschieber (19) versorgenden Speiseleitung (30) Druokkompensationsventile (21) angeordnet sind, die mit einem von den Drücken im vorderen und im hinteren

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Speisekanalteil (27, 25) beaufschlagten Steuerkorben (28) den Durchfluß in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen vorderem und hinterem Speisekanalteil (27, 25) entsprechend einer Konstanthaltung der Durchflußmenge verändert.
4. Steuerschieberanordnung nach Anspruch 1 Ms 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (66) des Regelventils (17) über ein Rückschlagventil (85) mit dem Belüftungskanal (54) der Druckkammer (55) des Entlastungsventils (51) verbunden ist.

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