DE3316212C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Stromregelventil nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.

Es ist schon ein solches Stromregelventil aus der DE-GM 17 88 185 bekannt, bei dem eine Meßdrossel und eine Druckwaage zusammen mit der Verstelleinrichtung koaxial zueinander angeordnet sind. Das handverstellbare Strom­ regelventil arbeitet als direktgesteuertes, drei Wege steuerndes Ventil. Von Nachteil bei diesem Stromregel­ ventil ist, daß der Drosselkolben mit einer Schrägkan­ tensteuerung ausgebildet ist und in einer gehäusefesten Hülse verdrehbar geführt ist. Die der Hülse und der Druckwaage zugeordnete Schieberbohrung im Gehäuse ist mehrfach abgesetzt; zudem sind sich kreuzende, schräge Steuerbohrungen für die Druckübertragung notwendig. Das Gehäuse baut deshalb relativ aufwendig und teuer und eignet sich schlecht für verschiedene Ventilvarianten. Ferner ist von Nachteil, daß der Reststromanschluß nicht belastbar ist. Auch ist der Konstantstrom-Anschluß in Ausgangsstellung des Ventils nicht blockiert. Auch eignet sich dieses Ventil schlecht zum Einbau einer Rückschlagventilfunktion zwischen dem Konstantstrom-Anschluß und dem Zulauf-Anschluß.

Ferner ist aus der DE-OS 24 23 656 ein 4/3-Wegeventil mit Längsschieber bekannt, dessen Gehäuse fünf nebeneinanderliegende, von einer Schieberbohrung durchdrungene Arbeitskammern aufweist. Dabei liegen neben einer mittig angeordneten Zulaufkammer zwei Motorkammern, an welche nach außen hin zwei Rücklaufkammern grenzen, die durch einen Querkanal miteinander verbunden sind. Solche Gehäuse werden in großen Stückzahlen für Wegeventile hergestellt und sind dementsprechend billig, wobei die Steuerkanten an den Gehäusestegen zwischen den einzelnen Arbeitskammern mit großer Genauigkeit bearbeitet sind. Von Nachteil ist nun, daß dieses Gehäuse nur bei Wegeventilen für die Richtungssteuerung von Druckmittelströmen verwendet wird.

Weiterhin ist aus der DE-OS 26 09 434 ein Proportional-Stromregel­ ventil bekannt, das aus einem Drosselventil und einer Zwischenplatte mit Druckwaage besteht. Für das Drosselventil mit einem einzigen Längsschieber wird hier das Gehäuse eines fünfkammerigen Wegeventils verwendet, das in doppelter Durchströmung der Druckwaage zugeschal­ tet ist. Von Nachteil bei diesem Stromregelventil ist, daß für Dros­ selventil und Druckwaage zwei gesonderte Gehäuse verwendet werden, wodurch das Stromregelventil relativ aufwendig und dementsprechend groß und teuer baut.

Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik ist es Auf­ gabe der Erfindung, ein aus Meßdrossel und Druckwaage aufgebautes Stromregelventil zu vereinfachen und zu verbilligen.

Gelöst wird diese Aufgabe ausgehend von dem gattungsbildenden Strom­ regelventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Auf diese Weise läßt sich vorteilhaft ein Stromregelventil errei­ chen, das unter Verwendung eines billigen Standardgehäuses von Längsschieber-Wegeventilen herstellbar ist und sich besonders für eine direktgesteuerte Bauart eignet.

Das Stromregelventil kommt mit relativ einfachen Bauteilen aus und benötigt zudem weniger Raum. Seine kompakte und damit leichte Bau­ weise begünstigt eine Anwendung bei mobilen Anwendungsfällen. Dabei sind unterschiedliche Bauarten in Form eines 2-Wege- und eines 3-We­ ge-Ventils möglich, indem je nach gewünschter Steuerfunktion ent­ sprechend ausgebildete, austauschbare Drosselkolben und Druckwaage­ kolben verwendet werden. Bei einer 3-Wege-Ausführung kann der Rest­ strom-Anschluß einmal belastbar und das andere Mal unbelastbar ausgeführt werden. Das Stromregelventil läßt sich in einfacher Weise mit einer Meßdrossel ausbilden, die in nicht betätigtem Zustand von einer Federkraft geschlos­ sen ist, so daß im Notfall zugleich eine Sicherheitsfunk­ tion erreicht wird. Zweckmäßig ist ferner, daß die die Anschlüsse enthaltende Flanschfläche des Gehäuses paral­ lel zur Längsachse der Steuerkolben im Stromregelventil verläuft.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Stromregelventils möglich. Besonders zweckmäßig ist es, wenn gemäß den Ansprüchen 5 und 6 für den Drosselkolben und den Druckwaagekolben getrennte Federn vorgesehen werden, so daß sie gemäß den unterschiedlichen Anforderungen auslegbar sind, insbesondere die Meßdrossel mit einer steifen Feder ar­ beiten kann. Eine vorteilhafte Ausbildung ergibt sich ge­ mäß Anspruch 9 bei einem 3-Wege-Stromregelventil, wo­ durch der Restrom-Anschluß belastbar ist. Eine Ausführung nach Anspruch 20 begünstigt besonders einfache Bauarten. Äußerst zweckmäßig ist eine Ausbildung nach Anspruch 11, wo­ nach ein einfach und kompakt bauendes Stromregelventil erzielbar ist, das in drei verschiedenen Arten betrie­ ben werden kann; nämlich als 2-Wege-Ventil sowie als 3-Wege-Ventil mit unbelastetem sowie mit belastetem Reststrom-Auslaß. Gemäß Anspruch 13 läßt sich bei ei­ nem 2-Wege-Stromregelventil eine zusätzliche Rück­ schlagventilfunktion integrieren. Weitere besonders vor­ teilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.

Acht Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel in 3-Wege-Bauart mit belastbarem Reststrom, Fig. 2 das zugehörige Schaltsymbol, Fig. 3 einen Längs­ schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel in 2-Wege-Bauart und Fig. 4 das entsprechende Schalt­ symbol. Fig. 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel in 2-Wege-Bauart mit integrierter Rückschlagventilfunk­ tion und Fig. 6 das zugehörige Schaltsymbol. Fig. 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel mit der Druck­ waage nachgeschalteter Meßdrossel und Fig. 8 das ent­ sprechende Sinnbild. Fig. 9 zeigt eine fünfte Ausfüh­ rungsform des Stromregelventils mit von außen nach in­ nen durchströmten Steuerkanten und Fig. 10 das zuge­ hörige Sinnbild. Fig. 11 zeigt eine sechste Ausfüh­ rungsform in 2-Wege-Bauart und mit einer einzigen Fe­ der. Fig. 12 zeigt eine siebte Ausführungsform des Stromregelventils in 3-Wege-Bauart und mit nicht belast­ barem Reststrom sowie Fig. 13 das zugehörige Schalt­ symbol. Fig. 14 zeigt eine achte Ausführungsform als 3-Wege-Ventil mit belastbarem Reststrom.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Fig. 1 zeigt ein erstes Stromregelventil 10, das als direktgesteuertes, 3-Wege-Ventil ausgebildet ist und einen belastbaren Reststrom erzeugen kann. Es be­ steht im wesentlichen aus einer verstellbaren Meßdros­ sel 11 und einer der Meßdrossel 11 nachgeschalteten Druckwaage 12, die gemeinsam in einem Gehäuse 13 ange­ ordnet sind. Als Verstelleinrichtung für die Meßdros­ sel 11 dient ein stirnseitig am Gehäuse 13 befestigter Proportionalmagnet 14, während die gegenüberliegende Stirnseite des Gehäuses 13 von einem Deckel 15 ver­ schlossen ist.

Als Gehäuse 13 wird hier das standardmäßige Gehäuse ei­ nes Längsschieber-Wegeventils für Richtungssteuerung verwendet, das zwischen seinen beiden Seiten 16 und 17 eine durchgehende Schieberbohrung 18 aufweist. Die Schie­ berbohrung 18 durchdringt im Gehäuse 13 fünf neben­ einanderliegende, symmetrisch angeordnete Arbeitskam­ mern sowie zwei außenliegende, zu den Stirnflächen 16, 17 hin offene Federkammern 25, 26. Von den fünf Arbeits­ kammern dient die in der Mitte liegende als Zulaufkammer 19, während die danebenliegenden Kammern als erste Motor­ kammer 21 bzw. als zweite Motorkammer 22 und die nach außen hin anschließenden Arbeitskammern als erste (23) bzw. zweite Rücklaufkammer 24 dienen. Alle Arbeitskam­ mern 19 bis 24 haben Verbindung mit zugeordneten An­ schlüssen in einer Flanschfläche 27 des Gehäuses 13. Dementsprechend steht die Zulaufkammer 19 mit dem P- Anschluß 28, die erste Motorkammer 21 mit dem A-An­ schluß 29, die zweite Motorkammer 22 mit dem B-An­ schluß 31 und die zweite Rücklaufkammer 24 mit einem R-Anschluß 32 in Verbindung, wobei ein Querkanal 33 im Gehäuse beide Rücklaufkammern miteinander verbindet. Die fünf Arbeitskammern 19 bis 24 sind durch vier Ge­ häusestege 34 bis 37 voneinander getrennt, die alle beidseitig im Bereich der Arbeitskammern mechanisch be­ arbeitet sind und dadurch jeweils zwei genaue, ge­ häusefeste Steuerkanten 38 bilden. Auf diese Weise stehen im Gehäuse 13 für unterschiedliche Stromregel­ ventil-Bauarten insgesamt acht Steuerkanten zur Ver­ fügung. Die äußeren Rücklaufkammern 23, 24 werden von der jeweils angrenzenden Federkammer 25 bzw. 26 jeweils durch einen Dichtsteg 39 bzw. 41 getrennt, die im Gegen­ satz zu den Gehäusestegen keine Steuerkanten bilden. Im Gehäuse 13 sind von beiden Federkammern 25, 26 aus nach oben hin kammerartige Fortsätze 42 bzw. 43 eingegossen, die von einer von der Stirnseite 17 eingebrachten Quer­ bohrung 44 durchdrungen werden. Ein in die Querbohrung 44 eingesetzter Dichtstopfen 45 verhindert die Druck­ mittelverbindung zwischen beiden Fortsätzen 42 und 43.

Im linken Teil der Schieberbohrung 18 im Bereich zwi­ schen erster Motorkammer 21 und erster Federkammer 25 ist als Teil der Meßdrossel 11 ein Drosselkolben 46 dicht und gleitend geführt. Der Drosselkolben 46 wird von einer in der Federkammer 25 angeordneten Rückstell­ feder 47 in eine gezeichnete Ausgangsstellung gedrückt, in der er mit seinem linken Ende an dem Gehäuse des Ma­ gneten 14 sich abstützt. In der Ausgangsstellung des Drosselkolbens 46 liegt an ihm ein Stößel 48 des Pro­ portionalmagneten 14 an. Der Drosselkolben 46 weist zwei Kolbenabschnitte 49, 51 auf, von denen der zweite Kolbenabschnitt 51 im ersten Dichtsteg 41 gleitend ge­ führt ist und damit die erste Rücklaufkammer 23 von der Federkammer 25 trennt. Der erste Kolbenabschnitt 49 ist im ersten Gehäusesteg 34 geführt und sperrt in der ge­ zeichneten Ausgangsstellung des Drosselkolbens 46 die Verbindung zwischen der ersten Motorkammer 21 und der ersten Rücklaufkammer 23 ab. Am ersten Kolbenabschnitt 49 ist auf der dem zweiten Kolbenabschnitt 51 zugewandten Seite eine erste Steuerkante 52 angeordnet, die mit der rechten Steuerkante 38 am ersten Gehäusesteg 34 zusam­ menarbeitet. Eine Ausgleichsbohrung 53 im Drosselkolben 46 überträgt den Druck von der ersten Motorkammer 21 in den Federraum 25, der durch den angeflanschten Ma­ gneten 14 nach außen hin abgedichtet ist, so daß der Drosselkolben 46 druckausgeglichen ist.

Im rechten Teil der Schieberbohrung 18, im Bereich zwi­ schen erster Motorkammer 21 sowie zweiter Federkammer 26 ist als Teil der Druckwaage 12 ein Druckwaagekolben 54 dicht und gleitend geführt. Der Druckwaagekolben 54 hat einen inneren (55) sowie einen äußeren Kolbenab­ schnitt 56. Mit seinem äußeren Kolbenabschnitt 56 ist er im zweiten Dichtsteg 41 geführt, so daß die zweite Rücklaufkammer 24 von der zweiten Federkammer 26 ge­ trennt ist. Der durch den Deckel 15 nach außen hin dicht abgeschlossene zweite Federraum 26 nimmt eine Regelfeder 57 auf, welche sich einerseits am Deckel 15 und andererseits an einem Bund des Druckwaagekolbens 54 abstützt. Unter der Kraft der Regelfeder 57 legt sich der Druckwaagekolben 54 mit einem auf ihm befestigten Anschlagring 58 gegen den zweiten Dichtsteg 41, wo­ durch die Ausgangsstellung des Druckwaagekolbens 54 be­ stimmt ist. Der Anschlagring 58 ist zweckmäßig als U- förmige Scheibe ausgebildet und durch einen Sprengring 58′ in seiner Lage gehalten, so daß der Druckwaagekol­ ben 54 mit geringem Zerspannungsaufwand gedreht und spitzenlos geschliffen werden kann. Der innere Kolben­ abschnitt 55 ist im wesentlichen im Bereich des dritten Gehäusestegs 36 geführt. An seinem rechten, dem äußeren Kolbenabschnitt 56 zugewandten Ende weist der innere Kolbenabschnitt 55 eine zweite Steuerkante 59 auf, die mit der linken Steuerkante 38 am vierten Gehäusesteg 37 zusammenarbeitet. Diese zweite Steuerkante 59, die der Steuerung des Konstantstroms zugeordnet ist, gibt in der gezeichneten Ausgangsstellung des Druckwaagekolbens 54 die Verbindung von der zweiten Rücklaufkammer 24 zur zweiten Motorkammer 22 frei. Ferner weist der innere Kolbenabschnitt 55 an seinem gegenüberliegenden, dem Drosselkolben 46 zugewandten Ende eine dritte Steuerkante 61 auf, die mit der gehäusefesten, rechten Steuerkante 38 am zweiten Gehäusesteg 35 zusammenarbeitet. In der ge­ zeichneten Ausgangsstellung des Druckwaagekolbens 54 blockiert die dritte Steuerkante 61 die Verbindung von der ersten Motorkammer 21 zur Zulaufkammer 19. Die drit­ te Steuerkante 61, die der Steuerung des Reststromes zu­ geordnet ist, arbeitet somit gegenläufig zu der zweiten Steuerkante 59. Im Bereich des äußeren Kolbenabschnitts 56 weist der Druckwaagekolben 54 einen Druckkanal 62 auf, welcher den jeweiligen Druck aus der zweiten Rücklauf­ kammer 24 in die zweite Federkammer 26 überträgt.

Die Wirkungsweise des Stromregelventils 10 wird wie folgt erläutert, wobei zugleich auf das Schaltsymbol nach Fig. 2 Bezug genommen wird. Wie Fig. 2 deut­ licher zeigt, arbeitet das Stromregelventil 10 als 3-Wege-Ventil mit einer direkt betätigten stromauf­ wärts von der Druckwaage 12 geschalteten Meßdrossel 11. Der Druckwaagekolben 54 ist dabei durch seine zwei­ te (59) und dritte Steuerkante 61 so ausgebildet, daß der am P-Anschluß 28 austretende Reststrom belastbar ist. Dem Stromregelventil 10 wird der ankommende Druck­ mittelstrom am A-Anschluß 29 zugeführt, während der Kon­ stantstrom aus dem B-Anschluß 31 abgenommen werden kann. Der R-Anschluß 32 ist unbenutzt und in beliebiger Weise abgesperrt.

In der gezeichneten Ausgangsstellung des Drosselkolbens 46 blockiert die erste Steuerkante 52 die Verbindung von der ersten Motorkammer 21 zur ersten Rücklaufkammer 23, so daß ein am B-Anschluß 31 angeschlossener Verbraucher hydraulisch abgesperrt ist. Bei Stromausfall am Magne­ ten 14 bzw. bei Not-Aus drückt die Rückstellfeder 47 den Drosselkolben 46 in die gezeichnete Ausgangsstellung, so daß hiermit zugleich eine Sicherheitsfunktion er­ reicht wird.

Bei Erregung des Proportional-Magneten 14 drückt dieser mit Hilfe seines Stößels 48 den Drosselkolben 46 gegen die Kraft der Rückstellfeder 47 nach rechts, wobei die erste Steuerkante 52 eine Verbindung von der ersten Mo­ torkammer 21 zur ersten Rücklaufkammer 23 aufsteuert. Die Größe des jeweils aufgesteuerten Durchflußquer­ schnitts ist proportional zu der Größe des am Magneten 14 angelegten Stromwerts, so daß der von der ersten Steuerkante 52 freigegebene Durchflußquerschnitt zwi­ schen Null und einem Maximum beliebig einstellbar ist. Das über die erste Steuerkante 52 fließende Druckmittel gelangt von der ersten Rücklaufkammer 23 über den Quer­ kanal 33 in die zweite Rücklaufkammer 24 und weiter über die zweite Steuerkante 59 am Druckwaagekolben 54 zum B-Anschluß 31. Der Druck stromaufwärts von der ersten Steuerkante 52 wirkt zugleich auf die linke Stirnfläche des inneren Kolbenabschnitts 55, während der Druck stromabwärts von der ersten Steuerkante 52 über den Druckkanal 62 in die zweite Federkammer 26 gelangt und dort den Druckwaagekolben 54 belastet. Das über die Meßdrossel 11 wirksame Druckgefälle wirkt somit gegen die Kraft der Regelfeder 57 auf den Druckwaagekolben 54. In an sich bekannter Weise wird somit ein über die erste (52) und die zweite Steuerkante 59 zum B-Anschluß 31 fließender Konstantstrom erzeugt, während die dritte Steuerkante 61 einen Reststrom zum P-Anschluß 28 fließen läßt. Über die Ausgleichsbohrung 53 ist hierbei der Drosselkolben 46 vom Druck entlastet, so daß der Magnet 14 im wesentlichen nur die Kraft der Rückstellfeder 47 überwinden muß.

Das Stromregelventil 10 kann ohne irgendwelche Verände­ rungen für drei Anwendungsfälle verwendet werden. Es kann einmal als 3-Wege-Stromregelventil arbeiten, bei welchem der am P-Anschluß 28 abgenommene Reststrom zu einem Verbraucher geführt wird und damit belastbar ist. Zum zweiten kann es als 3-Wege-Ventil betrieben werden, bei welchem der P-Anschluß 28 zu einem Tank entlastet und somit der Reststrom keiner Druckbelastung ausge­ setzt ist. Zum dritten kann es bei verschlossenem P-An­ schluß 28 als 2-Wege-Stromregelventil betrieben werden. Darüber hinaus kann das Stromregelventil 10 auch so be­ trieben werden, daß ein freier Rückfluß von Druckmittel vom B-Anschluß 31 zum A-Anschluß 29 erfolgt. Dies wird dann erreicht, wenn der Proportional-Magnet 14 mit dem maximalen Stromwert beaufschlagt und dadurch die erste Steuerkante 52 ihre zugeordnete Verbindung voll auf­ steuert. Das Stromregelventil 10 ist somit universell einsetzbar.

Die Fig. 3 zeigt ein zweites Stromregelventil 70, das sich von dem Stromregelventil 10 nach Fig. 1 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Teile und Bauelemente auch gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Das zweite Stromregelventil 70 hat lediglich einen anderen Druck­ waagekolben 71, bei dem der innere Kolbenabschnitt 55 kürzer ausgebildet ist und damit die dritte Steuerkante 61 entfällt. Ferner werden bei diesem Stromregelventil 70 der P-Anschluß 28 sowie der R-Anschluß 32 in beliebi­ ger Weise blockiert und sind somit nicht benutzt. Wie Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 4 näher zeigt, ergibt sich damit ein 2-Wege-Stromregelventil, das sich von demjenigen nach Fig. 1 lediglich durch einen gering­ fügig geänderten Druckwaagekolben 71 unterscheidet. Die Wirkungsweise des zweiten Stromregelventil 70 ent­ spricht sinngemäß derjenigen des Stromregelventils 10, wenn letzteres als 2-Wege-Ventil betrieben wird. Das zweite Stromregelventil 70 baut infolge der entfallen­ den dritten Steuerkante 61 entsprechend weniger aufwen­ dig.

Die Fig. 5 zeigt ein drittes Stromregelventil 75, daß sich vom zweiten Stromregelventil nach Fig. 3 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Wie das zugehörige Schaltsymbol nach Fig. 6 deutlich erkennen läßt, ist im dritten Stromregelventil 75 lediglich eine Rück­ schlagventilfunktion integriert, die einen ungehinder­ ten Rückfluß vom B-Anschluß 31 zum A-Anschluß 29 er­ laubt. Zu diesem Zweck weist das dritte Stromregelven­ til 75 einen anderen Druckwaagekolben 76 auf, der sich vom Druckwaagekolben 71 lediglich dadurch unterscheidet, daß im inneren Kolbenabschnitt 55 ein Rückschlagventil 77 eingebaut ist. Das Rückschlagventil 77 öffnet zur ersten Motorkammer 21 hin. Der innere Kolbenabschnitt 55 weist im Bereich der zweiten Motorkammer 22 liegende, radiale Öffnungen 78 auf, über welche der freie Rück­ fluß erfolgen kann. Im übrigen entspricht die Wirkungs­ weise des dritten Stromregelventils 75 bezüglich seiner Stromregelfunktion derjenigen des zweiten Stromregelven­ tils 70.

Die Fig. 7 zeigt ein viertes Stromregelventil 80, das sich vom zweiten Stromregelventil 70 nach Fig. 3 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Wie das zugehörige Schaltbild nach Fig. 8 deutlich zeigt, liegt der we­ sentliche Unterschied vor allem in der nachgeschalteten Anordnung der Meßdrossel 11, also stromabwärts von der Druckwaage 12. Dies wird in Fig. 7 einmal dadurch er­ reicht, daß der Proportional-Magnet 14 mit seinem zuge­ ordneten Drosselkolben 81 nun an der rechten Stirnfläche 17 angebaut ist, während der Deckel 15 sowie der Druck­ waagekolben 82 von der anderen Stirnseite 16 her einge­ baut sind.

Der Drosselkolben 81 unterscheidet sich vom Drossel­ kolben 46 nach Fig. 3 lediglich dadurch, daß sein die erste Steuerkante 52 tragender, innerer Kolbenabschnitt 49 nun breiter ausgebildet ist, so daß er stets die Verbindung von der zweiten Motorkammer 22 zur Zulauf­ kammer 19 unterbricht. Die erste Steuerkante 52 am Drosselkolben 81 arbeitet nun mit der linken Steuer­ kante 18 am vierten Gehäusesteg 37 zusammen.

Der Druckwaagekolben 82 unterscheidet sich vom Druck­ waagekolben 71 nach Fig. 3 nur durch den anders ange­ ordneten Druckkanal 62, der nun ausgehend von der Ring­ nut zwischen beiden Kolbenabschnitten den inneren Kol­ benabschnitt 55 durchdringt. Auf diese Weise wird der in der ersten Rücklaufkammer 23 herrschende Druck über den erwähnten Druckkanal 62 in die Zulaufkammer 19 über­ tragen. Von dort kann derselbe Druck über die Ausgleichs­ bohrung 53 im Drosselkolben 81 in den rechten Federraum 26 gelangen. Durch den nun seitenverkehrten Einbau des Druckwaagekolbens 82 arbeitet nun die zweite Steuerkante 59 am Druckwaagekolben 82 mit der rechten Steuerkante 18 des ersten Gehäusestegs 34 zusammen.

Wie bei den vorhergehenden Stromregelventilen unter­ bricht die erste Steuerkante 52 in ihrer Ausgangsstel­ lung die zugehörige Druckmittelverbindung, während die zweite Steuerkante 59 am Druckwaagekolben 82 ihre Ver­ bindung aufsteuert. Die im Gehäuse 13 verlaufende Quer­ bohrung 44 nimmt nun anstelle eines Dichtstopfens 45 eine Drosselstelle 83 auf und ist über eine Radialboh­ rung 84 mit der zweiten Motorkammer 22 sowie mit dem Fortsatz 42 verbunden.

Die Wirkungsweise des vierten Stromregelventils 80 entspricht weitgehend der Wirkungsweise des Stromre­ gelventils 70 in 2-Wege-Bauart, wobei jedoch Meßdros­ sel 11 und Druckwaage 12 vertauscht zueinander ange­ ordnet sind. Die über der Meßdrossel 11 wirksame Druck­ differenz wird hierbei wiederum entgegen der Kraft der Regelfeder 47 am Druckwaagekolben 82 wirksam. Hierbei gelangt der Druck stromaufwärts von der ersten Drossel­ stelle 52 am Drosselkolben 81 über den Querkanal 33 in die erste Rücklaufkammer 23 und über den Druckkanal 62 im Druckwaagekolben 82 in die Zulaufkammer 19. Der Druck stromabwärts von der ersten Steuerkante 52 gelangt von der zweiten Motorkammer 22 über die Radialbohrung 84, die Querbohrung 44 mit der Drosselstelle 83 in die linke Federkammer 25 und belastet dort den Druckwaagekolben 82. Das vierte Stromregelventil 80 wird somit zum B-Anschluß 31 einen Konstantstrom steuern.

Die Fig. 9 zeigt ein fünftes Stromregelventil 85 und Fig. 10 das zugehörige Schaltsymbol. Das fünfte Strom­ regelventil 85 ist wie das zweite Stromregelventil nach Fig. 3 als 2-Wege-Ventil und mit der Meßdrossel 11 nachgeschalteter Druckwaage 12 ausgeführt und unterschei­ det sich von diesem wie folgt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.

Das fünfte Stromregelventil 85 hat einen anderen Druck­ waagekolben 86 und wird von anderen, die Regelfeder 57 zwischen sich aufnehmenden Anschlagringen 87, 88 in sei­ ner Ausgangslage zentriert. Die zweite Steuerkarte 59 ist nun am äußeren Kolbenabschnitt 56 ausgebildet, eben­ so Öffnungen für den Druckkanal 62. Die zweite Steuer­ kante 59 arbeitet somit mit der rechten, gehäusefesten Steuerkante 38 am vierten Gehäusesteg 37 zusammen. Der Anschlagring 87 ist hülsenförmig zum Anschlagring 88 hin verlängert und bildet für die nun auf Zug bean­ spruchte Regelfeder 57 eine Hubegrenzung, wenn die zweite Steuerkante 59 ihre zugeordnete Verbindung drosselt bzw. zusteuert.

Die Wirkungsweise des fünften Stromregelventils 85 ent­ spricht sinngemäß derjenigen des zweiten Stromregelven­ tils 70 nach Fig. 3, wobei nun im Unterschied zu Fig. 3 am Druckwaagekolben 86 die zweite Steuerkante 59 von außen nach innen durchströmt wird. Bei dieser Durchströ­ mungsart sind die Strömungskräfte auf den Druckwaagekol­ ben 86 geringer als bei einer Durchströmung von innen nach außen, so daß das fünfte Stromregelventil 85 unemp­ findlicher ist gegen Schwingungen.

Die Fig. 11 zeigt eine sechste Ausführungsform eines Stromregelventils 90, für das zugleich das Schaltsymbol nach Fig. 4 gilt. Das sechste Stromregelventil 90 ist wie das zweite Stromregelventil 70 nach Fig. 3 als 2-Wege-Ventil ausgebildet und hat eine vor der Druck­ waage liegende Meßdrossel. Das sechste Stromregelventil 90 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 3 vor allem dadurch, daß es durch Ausbildung seiner Steuer­ glieder in Hohlschieberbauweise mit einer einzigen Fe­ der auskommt.

Das sechste Stromregelventil 90 hat einen als Hohlschie­ ber ausgebildeten Drosselkolben 91, bei dem der innen­ liegende, erste Kolbenabschnitt 92 hülsenförmig ausge­ bildet ist und durch Radialbohrungen 93 vom zweiten, äußeren Kolbenabschnitt 51 getrennt ist, wobei die Ra­ dialbohrungen 93 mit ihrem nach innen liegenden Rand die erste Steuerkante 52 bilden und der innere Kolben­ abschnitt 92 in der gezeichneten Ausgangsstellung die erste Motorkammer 21 absperrt.

Das sechste Stromregelventil 90 hat ferner einen Druck­ waagekolben 94, an dessem innenliegenden, hülsenförmig ausgebildeten Ende durch stirnseitige Einfräsungen 95 die zweite Steuerkante 59 ausgebildet ist. Die zweite Steuerkante 59 arbeitet hier mit der rechten Steuer­ kante 38 am dritten Gehäusesteg 36 zusammen. Am Druck­ waagekolben 94 stützt sich eine Regelfeder 96 ab, wel­ che die Zulaufkammer 19 durchdringt und sich mit ihrem anderen Ende am Drosselkolben 91 abstützt. Der Druck­ waagekolben 94 wird daher von der Regelfeder 96 in ei­ ner Ausgangslage gehalten, in der er sich am Deckel 15 abstützt.

Im Gehäuse 13 ist in der Querbohrung 44 wiederum eine Drosselstelle 83 angeordnet. Die Querbohrung 44 ver­ läuft ausgehend von der rechten Stirnseite 17 sack­ lochartig im Gehäuse 13, wobei ihr Ende durch eine Radialbohrung 97 mit der ersten Motorkammer 21 ver­ bunden ist.

Die Wirkungsweise des sechsten Stromregelventils 90 ent­ spricht sinngemäß weitgehend der Wirkungsweise des zwei­ ten Stromregelventils 70 nach Fig. 3, wobei infolge der Hohlschieberbauweise von Drosselkolben und Druckwaage­ kolben der konstante Strom nach der ersten Steuerkante 52 den hülsenförmigen Abschnitt 92 durchdringt, weiter die Zulaufkammer 19 durchströmt und an der zweiten Steuerkante 59 vorbei zum B-Anschluß 31 gelangt. Der Druck stromabwärts von der ersten Steuerkante 52 wirkt auf demselben Weg durch die Schieberbohrung 18 hindurch auf die von der Regelfeder 96 belastete Stirnseite des Druckwaagekolbens 94. Der Druck stromaufwärts von der ersten Steuerkante 52 wird über die Radialbohrung 97 und die Querbohrung 44 in die rechte Federkammer 26 ge­ führt, so daß der Druckwaagekolben 94 gegen die Kraft der Regelfeder 96 von der an der ersten Steuerkante 52 wirksamen Druckdifferenz beaufschlagt wird. Dem Quer­ kanal 33 zwischen beiden Rücklaufkammern 23, 24 kommt somit keine Funktion mehr zu. Vorteilhaft beim sechsten Stromregelventil 90 ist sein geringer Aufwand, da es mit einer einzigen Feder auskommt und einen relativ kurzen Durchströmungsweg aufweist. Infolge seiner Bauweise, bei der sich abhängig von der Meßdrosselstellung das Regel­ druckgefälle ändert, sollte das sechste Stromregelventil 90 zweckmäßig in einem Lageregelkreis verwendet werden.

Die Fig. 12 zeigt ein siebtes Stromregelventil 100 und die Fig. 13 das zugehörige Sinnbild. Das siebte Strom­ regelventil 100 hat wie das vierte Stromregelventil 80 nach Fig. 7 einen an der rechten Stirnseite 17 ange­ flanschten Proportionalmagneten 14 und eine der Druck­ waage nachgeschaltete Meßdrossel 11. Im Unterschied zum vierten Stromregelventil nach Fig. 7 ist es je­ doch so ausgebildet, daß es als 3-Wege-Ventil arbeiten kann, bei dem jedoch der im R-Anschluß 32 ankommende Reststrom nicht belastbar ist.

Das siebte Stromregelventil 100 hat zu diesem Zweck ei­ nen Drosselkolben 101, dessen äußerer, zweite Kolbenab­ schnitt 51 im Vergleich zu Fig. 7 wesentlich breiter ausgeführt ist, so daß er die zweite Rücklaufkammer 24 durchdringt und in den beiden angrenzenden Gehäuseste­ gen 37, 41 gleitend geführt ist. Im Unterschied zu Fig. 7 arbeitet die erste Steuerkante 52 am inneren Kolbenabschnitt 49 des siebten Stromregelventils 100 nun mit der linken Steuerkante 18 am dritten Gehäuse­ steg 36 zusammen.

Das siebte Stromregelventil 100 weist ferner im Vergleich zu Fig. 7 einen anderen Druckwaagekolben 102 auf, der im wesentlichen einen einzigen, im Dichtsteg 39 geführ­ ten Kolbenabschnitt aufweist, der an seinem der ersten Motorkammer 21 zugewandten Ende die dritte Steuerkante 61 trägt. Diese im Reststrom liegende Steuerkante 61 ar­ beitet nun mit der linken Steuerkante 18 des ersten Ge­ häusestegs 34 zusammen. Die Verbindung von der ersten Motorkammer 21 zur Zulaufkammer 19 wird somit von keinem der Steuerglieder 101, 102 beeinflußt. Im übrigen ist das Gehäuse 13 wie beim vierten Stromregelventil nach Fig. 7 ausgebildet.

Die Wirkungsweise des siebten Stromregelventils 100 wird wie folgt erläutert. Wie Fig. 13 näher zeigt arbeitet es als 3-Wege-Stromregelventil. Der im A-An­ schluß 29 ankommende Druckmittelstrom verzweigt sich in einen Konstantstrom, der über die Zulaufkammer 19 und die erste Steuerkante 52 zum B-Anschluß 31 geführt wird. Die über der ersten Steuerkante 52 herrschende Druckdifferenz wirkt entgegen der Kraft der Regelfeder 57 auf den Druckwaagekolben 102. Der Druckwaagekolben 102 steuert daher mit seiner dritten Steuerkante 61 die Verbindung von der ersten Motorkammer 21 zur ersten Rücklaufkammer 23 stets so, daß das über die Meßdrossel 11 herrschende Druckgefälle der Kraft der Regelfeder 57 entspricht und damit konstant ist. Der vom Druckwaage­ kolben 102 abgesteuerte Reststrom fließt über den Quer­ kanal 33 zur zweiten Rücklaufkammer 24 und kann am R-Anschluß 32 abgegriffen werden. Das siebte Stromregel­ ventil 100 arbeitet somit nach Art eines Bypaß-Strom­ regelventils, bei dem der Reststrom nicht belastbar ist.

Die Fig. 14 zeigt ein achtes Stromregelventil 105, das sich vom siebten Stromregelventil 100 nach Fig. 12 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.

Das achte Stromregelventil 105 verwendet in einem gleichen Gehäuse 13 wie nach Fig. 12 einen anderen Drosselkolben 106, der wiederum als Hohlschieber aus­ gebildet ist. Der Drosselkolben 106 weist im Bereich seiner hülsenförmigen Ausbildung einen Kranz von Steuer­ bohrungen 107 auf, die in der gezeichneten Ausgangslage des Drosselkolben 106 vom vierten Gehäusesteg 37 zuge­ steuert sind. Diese Steuerbohrungen 107 bilden die er­ ste Steuerkante 52, die mit der linken Steuerkante 38 des vierten Gehäusestegs 37 zusammenarbeitet. In der gezeichneten Ausgangsstellung sperrt der Drosselkolben 106 die zweite Motorkammer 22 sowie die zweite Rücklauf­ kammer 24 von den jeweils benachbarten Kammern ab.

Ferner weist das achte Stromregelventil einen anderen Druckwaagekolben 108 auf, der sich vom Druckwaagekolben 102 nach Fig. 12 dadurch unterscheidet, daß er an sei­ nem inneren, ersten Kolbenabschnitt 55 die im Konstant­ strom liegende, zweite Steuerkante 59 aufweist. An seinem äußeren Kolbenabschnitt 56 trägt er die der Reststrom­ steuerung dienende dritte Steuerkante 61. Während die zweite Steuerkante 59 mit der rechten Steuerkante 38 am zweiten Gehäusesteg 35 zusammenarbeitet, ist die dritte Steuerkante 61 der linken Steuerkante 38 am er­ sten Gehäusesteg 34 zugeordnet. Die Steuerkanten 59 und 61 arbeiten somit gegenläufig.

Die Wirkungsweise des achten Stromregelventils 105 entspricht weitgehend der Funktion des 3-Wege-Strom­ regelventils 100 nach Fig. 12, wobei jedoch durch die gegenläufig arbeitenden Steuerkanten 59 und 61 am Druckwaagekolben 108 nun der am R-Anschluß 32 an­ kommende Reststrom zu einem Verbraucher geführt wer­ den kann und somit belastbar ist. Der in der ersten Motorkammer 21 sich abspaltende Konstantstrom strömt durch die Schieberbohrung 18, vorbei an der zweiten Drosselstelle 59 des Druckwaagekolbens 108 und gelangt über die als erste Steuerkante 52 dienenden Steuer­ bohrungen 107 zum B-Anschluß 31.

Selbstverständlich sind an den gezeigten Ausführungs­ formen der Stromregelventile Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. Insbesondere sind durch entsprechende Ausgestaltung der Steuerglie­ der Drosselkolben und Druckwaagekolben sowie durch ent­ sprechende Ausbildung der den Steuerdruck übertragenden Querbohrung 44 andere Durchströmungsarten möglich. Den vier in der Flanschfläche 27 liegenden Anschlüssen A, B, P, R können somit unterschiedliche Ströme zuge­ ordnet werden.

Auch sind weitere Ansteuerungsarten des Ventils anstelle der Ansteuerung über den Proportionalmagneten denkbar, so etwa eine mechanische Verstellung über ein Handrad oder einen Drehknopf und eine Spindel, oder über eine hydraulische oder pneumatische Verstellung der Meßdros­ sel. Weiterhin ist die Verstellung über einen mit Wegauf­ nehmer ausgerüsteten, lagegeregelten Magneten denkbar.

Fernerhin ist es zweckmäßig, bei Stromregelventilen für große Durchflußströme für den Drosselkolben und den Druckwaageschieber eine Verdrehsicherung in beliebiger Form vorzusehen, um somit Durchflußschwankungen abhängig von unterschiedlichen Drehlagen der Schieberkolben im Gehäuse auszuschalten. Die Anordung von Drosselkolben und Druckwaagekolben unmittelbar im Gehäuse ohne zusätz­ liche Hülse ergibt eine einfache und billige Bauweise.

Claims (16)

1. Hydraulisches Stromregelventil in direktgesteuerter Bauart, das in einem Gehäuse eine Meßdrossel und eine Druckwaage aufweist, von denen der zugehörige Drosselkolben durch eine Verstelleinrichtung verstellbar ausgebildet ist, während der federbelastete Druckwaagekolben das über die Meßdrossel wirksame Druckgefälle auf einen konstanten Wert steuert, und bei dem Drosselkolben und Druckwaagekolben zueinander gleichachsig und nebeneinander im Gehäuse angeordnet sind und jeweils mindestens eine Steuerkante aufweisen, die mit einer zugeordneten Steuerkante im Gehäuse zusammenarbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß als Gehäuse das Standard-Gehäuse (13) eines 4-Wegeventils in Längsschieber-Bauweise mit einer Schieberbohrung (18) zur Aufnahme des Drosselkolbens (46; 81; 91; 101; 106) und des Druckwaagekolbens (54; 71; 76; 82; 102; 108) verwendet wird, das fünf nebeneinanderliegende, durch vier Gehäuse-Stege (34 bis 37) voneinander getrennte Arbeitskammern (19, 21, 22, 23, 24) aufweist, von denen eine mittig liegende Zulaufkammer (19) zwischen zwei Motorkammern (21, 22) liegt, an die nach außen hin die Rücklaufkammern (23, 24) grenzen, welche ein Querkanal (33) miteinander verbindet, und daß im Standard- Gehäuse (13) alle fünf Arbeitskammern (19, 21 bis 24) mit Anschlüssen (A, B, P, R) in einer Flanschfläche (27) Verbindung haben und mindestens zwei der Gehäusestege (34 bis 37) die gehäusefesten Steuerkanten (38) bilden, die der Steuerkante (52) des Drosselkolbens (46; 81; 91; 101; 106) und der Steuerkante (59) des Druckwaagekolbens (54; 71; 76; 82; 102; 108) zugeordnet sind.

2. Stromregelventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Standard-Gehäuse (13) die Schieberbohrung (18) an ihren beiden stirnseitigen Enden (16, 17) zu Federkammern (25, 26) erweitert ist, die jeweils durch einen Dichtsteg (39, 41) von den angrenzenden Rücklaufkammern (23, 24) getrennt sind.

3. Stromregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden Federkammern (25, 26) die eine (25, 26) durch einen Deckel (15) und die andere Federkammer (26, 25) durch die Verstelleinrichtung, insbesondere in Form eines proportional arbeitenden Magneten (14) druckdicht abgeschlossen ist.

4. Stromregelventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkolben (46; 81; 91; 101; 106) neben einem die erste Steuerkante (52) bildenden Kolbenabschnitt (49, 92) einen im Dichtsteg (39, 41) zwischen Rücklaufkammer (23, 24) und Federkammer (25, 26) geführten zweiten Kolbenabschnitt (51) und in seinem Innern eine Druck- Ausgleichsbohrung (53) aufweist.

5. Stromregelventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkolben (46; 81; 101; 106) von einer in der Federkammer (25, 26) angeordneten Rückstellfeder (47) in Richtung einer seine zugeordnete Verbindung sperrenden Ausgangsstellung belastet ist und in der Federkammer (25, 26) mit einem Stößel (48) der Verstelleinrichtung (14) in Wirkverbindung steht.

6. Stromregelventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbelastung des Druckwaagekolbens (54; 71; 76; 82; 102; 108) aus einer in der Federkammer (25, 26) angeordneten und am Deckel (15) sich abstützenden Regelfeder (57) gebildet ist und der Druckwaagekolben (54; 71; 76; 82; 102; 108) außer dem Dichtsteg (39, 41) zwischen Federkammer (25, 26) und Rücklaufkammer (23, 24) mindestens einen zusätzlichen Gehäusesteg (34, 37) durchdringt.

7. Stromregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens zwei Steuerkanten (52, 59) aufweist zur Bildung eines 2-Wege-Stromregelventils (70; 75; 80; 85; 90).

8. Stromregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es drei Steuerkanten (52, 59, 61) aufweist zur Bildung eines insbesondere rücklaufbelastbaren 3-Wege- Stromregelventils (10; 100; 105).

9. Stromregelventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Druckwaagekolben (54, 108) zwei gegenläufig arbeitende Steuerkanten (59, 61) ausgebildet sind, die einen belastbaren Reststromanschluß (28; 32) ermöglichen.

10. Stromregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Drosselkolben (46, 81, 101) und Druckwaagekolben (54, 71; 82, 86; 102; 108) in Vollschieberbauweise ausgebildet sind.

11. Stromregelventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkolben (46) stromaufwärts von Druckwaagekolben (54) geschaltet ist und seine erste Steuerkante (52) einem ersten (34) der Gehäusestege zwischen der ersten (A, 21) der beiden Motorkammern und der angrenzenden Rücklaufkammer (23) zugeordnet ist, daß der Druckwaagekolben (54) drei Gehäusestege (35, 36, 37) und einen Dichtsteg (41) durchdringt und seine einem Konstantstrom zugeordnete zweite Steuerkante (59) dem vierten Gehäusesteg (37) zwischen der anderen Rücklaufkammer (24) und der zweiten Motorkammer (B, 22) zugeordnet ist, während seine einem Reststrom zugeordnete dritte Steuerkante (61) mit dem zweiten Gehäusesteg (35) zwischen der ersten Motorkammer (A, 21) und der Zulaufkammer (P, 19) zusammenarbeitet und beide Steuerkanten (59, 61) des Druckwaagekolbens (54) an den gegenüberliegenden Enden desselben Kolbenabschnittes (55) liegen.

12. Stromregelventil nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beaufschlagung des Druckwaagekolbens (82) mit der an der Meßdrossel (11) herrschenden Druckdifferenz die dem Druckwaagekolben zugeordnete Federkammer (25) einen Fortsatz (42) aufweist, der von einer parallel zur Schieberbohrung (18) verlaufenden Querbohrung (44) durchdrungen wird, welche den stromabwärts von der Meßdrossel (11) herrschende Druck über eine Radialbohrung (84) abgreift.

13. Stromregelventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Bauelemente Drosselkolben oder Druckwaagekolben bei einem 2-Wege- Stromregelventil (75) ein Rückschlagventil (77) angeordnet ist, das eine ungehinderte Rückströmung vom Konstantstrom-Anschluß (B, 31) zum Zulauf-Anschluß (A, 29) erlaubt.

14. Stromregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Drosselkolben (91) und Druckwaagekolben (94) in Hohlschieberbauweise ausgebildet sind und zwischen sich eine einzige, als Regelfeder arbeitende Feder (96) aufnehmen, welche die Zulaufkammer (19) durchdringt.

15. Stromregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Drosselkolbens mechanisch über einen Drehknopf und eine Spindel erfolgt.

16. Stromregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (52) Steuerkante (59) am Drosselkolben (46; 91; 101) von außen nach innen durchströmt wird.