DE10123699A1

DE10123699A1 - Ventilanordnung

Info

Publication number: DE10123699A1
Application number: DE10123699A
Authority: DE
Inventors: Thomas Otto Weickert; Martin Karl Schmitt
Original assignee: Bosch Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2002-11-21
Also published as: WO2002093018A1

Abstract

Offenbart ist eine Ventilanordnung zur Steuerung einer Druckmittelzufuhr und -abfuhr zu bzw. von einem Verbraucher, insbesondere eines Hydrozylinders oder eines Hydromotors. Die Ventilanordnung hat in einer Zulaufleitung eine Druckwaage mit nachgeschaltetem Rückschlagventil und in einer Ablaufleitung ein Stromregelventil, wobei eine in Schließrichtung wirksame Steuerseite der Druckwaage über einen Steuerkanal mit dem Eingang des Stromregelventils verbunden ist. Das über die Ablaufleitung zurückströmende Druckmittel kann bei negativer Last über einen Einspeisekanal in die Zulaufleitung eingespeist werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Steue rung der Druckmittelzu- und -abfuhr zu bzw. von einem Verbraucher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Ventilanordnungen werden bspw. zur Steuerung der Arbeitsbewegungen eines Mobilbaggers verwendet. In der Druckschrift "Ölhydraulik", G. Bauer, G. Teubner, Stuttgart 1998, 7. Auflage, Seite 297 ist ein Schaltschema eines vollhydraulischen Mobilbaggers gezeigt, dessen hydraulische Antriebselemente, bspw. ein Fahrwerk, ein Drehwerk, ein Löffelzylinder etc. über jeweils ein Wegeventil angesteuert werden, über das die Drehrichtung bzw. Ein- oder Ausfahrbe wegungen des hydraulischen Arbeitselementes vorgegeben ist. Die Druckmittelversorgung erfolgt über eine Verstellpumpe, deren Fördermenge in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck gesteuert wird (LS-System). Um ein Vorauseilen des hydrau lischen Verbrauchers bei negativer Last, bspw. bei Bergab fahrt des Mobilbaggers zu verhindern, ist im Ablauf des Hydromotors des Drehwerk ein Bremsventil angeordnet, über das der zum Tank abströmende Druckmittelvolumenstrom gere gelt wird.

Die Wegeventile dieser Schaltanordnung sowie die vorbe schriebenen Bremsventile müssen für den maximalen Durch fluss der Hydraulikschaltung ausgelegt werden, so daß die Ventilanordnungen aufgrund der in der Mobilhydraulik erheb lichen Druckmittelvolumenströme einen erheblichen Bauraum erfordern. Es handelt sich in der Regel um relativ komplex aufgebaute Ventilanordnungen, die aufgrund der großen Nennweiten und der zu integrierenden Zusatzfunktionen häufig sehr komplex aufgebaut sind, so daß ein erheblicher fertigungstechnischer Aufwand erforderlich ist.

Zur Überwindung dieses Nachteils wird in der in der EP 02 83 053 B1 eine Ventilanordnung offenbart, bei der die Ansteuerung der hydraulischen Verbraucher über sog. "Valvistoren" erfolgt. Bei derartigen Valvistoren handelt es sich im Prinzip um ein 2-Wegesitzventil, das über ein Pilotventil ansteuerbar ist.

Dieses Pilotventil kann bspw. eine stetig verstellbare Meßblende sein, der eine Druckwaage zur druckunabhängigen Volumenstromregelung nachgeschaltet ist. Ein Kegel des Wegesitzventils ist über einen Druck in einem Rückraum in seine Schließposition beaufschlagt. In dem Kegel sind Steuerschlitze ausgebildet, über die ein Druckanschluß der Hauptstufe bei vom Sitz abgehobenem Kegel mit dem Rückraum verbunden ist. Durch Ansteuern des Pilotventils wird dieser Rückraum mit dem Ausgangsanschluß des Valvistors verbunden, so daß der Kegel in Abhängigkeit von der Öffnung des Pilot ventils und vom Druck am Druckanschluß eine Regelposition einnimmt, die die Druckmittelströmung vom Druckanschluß zum Ausgangsanschluß bestimmt. D. h., bei einem derartigen Valvistor kann durch eine kleine Steuerölmenge eine große Druckmittelmenge gesteuert werden.

Zur Ansteuerung hydraulischer Verbraucher wird in der EP 02 83 053 B1 eine Valvistorschaltung vorgeschlagen, bei der der Zulaufleitung und der Rücklaufleitung jeweils zwei Valvistoren zugeordnet sind. Durch kreuzweise Ansteuerung der Valvistoren wird die Druckmittelzufuhr über einen Valvistor im einen Zweig und der Ablauf des Druckmittels vom hydraulischen Verbraucher über einen Valvistor im anderen Zweig bestimmt, während die beiden weiteren Valvi storen in der Zulauf- und Ablaufleitung nicht angesteuert sind. Diese beiden Valvistoren werden dann angesteuert, wenn der hydraulische Verbraucher in umgekehrter Richtung mit Druckmittel versorgt werden soll.

Eine derartige Valvistorsteuerung zeichnet sich gegen über den herkömmlichen Lösungen mit komplexen und sehr großen Wegeventilen durch eine äußerst kompakten Aufbau aus, wobei durch geeignete Verschaltung von vier Standard komponenten (Valvistoren) praktisch sämtliche Funktionen des Wegeventils erfüllt werden können. Unter dem Gesichts punkt, daß bei einer derartigen Valvistorsteuerung stets lediglich zwei Valvistoren in Betrieb sind und die beiden anderen Valvistoren unbetätigt bleiben und aufgrund der Tatsache, daß die Valvistoren selbst sehr teuer in der Fertigung sind, da die Hauptstufe mit einer Stufenbohrung und äußerst präzisen Passungen ausgeführt werden muß, ist der vorrichtungstechnische Aufwand zur Realisierung einer Valvistorsteuerung ebenfalls erheblich.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Lösungen besteht darin, daß bei einer negativen Last, bspw. bei der Bergab fahrt eines Mobilbaggers am Bremsventil bzw. an dem den Ablauf steuernden Valvistor eine erhebliche Wärmebelastung auftritt, da diese Bauelemente gegen den bei der Bergab fahrt auftretenden Druck von bspw. 100 bar arbeiten müssen, so daß ein erheblicher Energieverlust auftritt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung zu schaffen, die bei minimalem vor richtungstechnischen Aufwand eine Ansteuerung von hydrauli schen Verbrauchern mit geringen Verlusten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Ventilanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß hat die Ventilanordnung in einer Ab laufleitung ein Stromregelventil, dessen am Eingang anlie gender Druck eine in der Zulaufleitung angeordnete Druck waage oder ein entsprechend wirkendes Ventil in Schließ richtung beaufschlagt. Erfindungsgemäß ist desweiteren die Ablaufleitung über einen Einspeisekanal und ein Einspeise ventil mit der Zulaufleitung verbindbar, so daß bei einer negativen am Verbraucher anliegenden Last Druckmittel aus der Ablaufleitung in die Zulaufleitung eingespeist wird und somit eine Kavitation verhinderbar ist. Desweiteren wird durch den bei einer negativen Last hohen Druck in der Ablaufleitung die Druckwaage in der Zulaufleitung in Schließrichtung beaufschlagt, so daß der Druck in der Zulaufleitung verringert wird. Bei LS-Systemen wird dann dieser verringerte Druck in der Zulaufleitung als Lastdruck zur Verstellpumpe gemeldet, so daß diese - bspw. auf den Stand-by-Druck - zurückfährt, so daß die Pumpenleistung nicht - wie bei den herkömmlichen Lösungen - vernichtet und in Wärmeenergie umgewandelt werden muß.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der in der jeweiligen Zulaufleitung angeordneten Druck waage ein Schaltventil zugeordnet, über das die in Schließ richtung wirksame Steuerseite der Druckwaage entweder mit dem Druck am Eingang des Stromregelventils in der Ablauf leitung oder mit dem Pumpendruck beaufschlagbar ist.

Bei der Ansteuerung eines Hydrozylinders oder eines Hy dromotors ist die Ventilanordnung bei einem Ausführungsbeispiel mit zwei Stromregelventilen und zwei Druckwaagen ausgeführt, wobei über das Schaltventil die in der Ablaufleitung angeordnete Druckwaage in ihrer Schließstellung gehalten wird, während das der Zu laufleitung zugeordnete Stromregelventil durch geeignete Ansteuerung ebenfalls abgesperrt ist, so daß die Ansteue rung durch das Stromregelventil in der Ablaufleitung und die Druckwaage in der Zulaufleitung erfolgt, wobei der Druck am Eingang des Stromregelventils über das Schaltven til an der in Schließrichtung wirksamen Steuerfläche der Druckwaage anliegt.

Der vorrichtungstechnische Aufwand lässt sich weiter verringern, wenn der Druckmittelzulauf zum Verbraucher über eine einzige Zumessdruckwaage mit nachgeschaltetem Wegeventil gesteuert wird. Das Wegeventil läßt sich aus einer Sperrposition in eine Position bringen, in der der Ausgang der einzigen Zumessdruckwaage mit einen Verbraucheranschluß verbunden ist, während der Ausgang der Zumessdruckwaage in der anderen Schaltstellung des Wegeventils mit dem weiteren Verbraucheranschluß verbunden ist. Die Ablaufsteuerung erfolgt wie bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel über das Stromregelventil in der jeweils wirksamen Ablaufleitung.

Bei einer konstruktiven Ausgestaltung der vor beschriebenen Lösung ist die Zumessdruckwaage in einem Ventilschieber mit nachgeschalteten Wegeventils integriert. Die Ventilanordnung ist besonders kompakt aufgebaut und einfach herstellbar wenn die Stromregelventile mit Meßblende und Druckwaage und das Wegeventil mit integrierter Zumessdruckwaage in einem gemeinsamen Ventilgehäuse integriert sind.

Der stromabwärts des Stromregelventils gelegene Teil der Ablaufleitung ist mit einer Tankleitung verbunden. Diese Tankleitung kann über einen Speisekanal mit einem Druckreduzierventil mit derjenigen Pumpe verbunden sein, über die die Druckmittelversorgung des Verbrauchers er folgt. Das Druckreduzierventil und die Tankspannventile sind so eingestellt, daß in der Tankleitung stets ein mini maler Tankdruck anliegt.

Bei der Ansteuerung eines Hydromotores wird es bevor zugt, wenn im Speisekanal stromabwärts des Druckreduzier ventils ein Vorspannventil angeordnet ist, wobei der Spei sekanal im Bereich zwischen dem Druckreduzierventil und dem Vorspannventil über einen Verbindungskanal mit dem Einspei sekanal verbunden ist, so daß bei einer negativen Last neben der Druckmittelmenge, die über den Einspeisekanal von der Ablaufleitung direkt in die Zulaufleitung eingespeist wird, zusätzlich Druckmittel über die Pumpe in die durch die Druckwaage abgesperrte Zulaufleitung einspeisbar ist.

Für den Fall, daß das Druckmittel in der Ablaufleitung thermisch belastet ist, kann die Ablaufleitung über ein Thermoventil mit dem Verbindungskanal verbunden werden, das bei überschreiten einer maximalen Druckmitteltemperatur die Verbindung zusteuert, so daß dann die Druckmittelzufuhr zur Vermeidung von Kavitation nur noch über die Pumpe erfolgt.

Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn das Stromregel ventil durch einer verstellbare Meßblende und eine in Reihe geschaltete Druckwaage gebildet ist. Diese Druckwaage wird vorzugsweise in Schließrichtung von dem Druck am Ausgang der Meßblende beaufschlagt.

Für den Fall, daß die Ventilanordnung mit Valvistoren ausgeführt sein soll, wird das Stromregelventil als Pilot ventil für einen Valvistor ausgebildet, über den die Ab laufsteuerung erfolgt. Die Zulaufsteuerung erfolgt bei dieser Variante durch die in der jeweiligen Zulaufleitung angeordnete Druckwaage, die durch den Eingangsdruck am Pilotventil in Schließrichtung beaufschlagt ist. D. h., bei einer derartigen, mit Valvistoren ausgeführten Variante werden im Unterschied zu der bekannten Lösung lediglich zwei Valvistoren benötigt, während die Zulaufsteuerung über wesentlich einfacher aufgebaute Druckwaagen oder ähnlich wirkende Ventileinrichtungen erfolgt. Der vorrichtungstech nische Aufwand ist somit wesentlich geringer als bei der Valvistorsteuerung gemäß der EP 0 283 053 B1.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.

Im folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsbeispie le der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil eines Schaltschemas eines mobilen Arbeitsgerätes mit einem Hydromotor und einem Hydrozylin der;

Fig. 2 das Schaltschema zur Ansteuerung des Hydrozy linders aus Fig. 1;

Fig. 3 das Schaltschema zur Ansteuerung des Hydromo tors aus Fig. 1;

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel mit Valvistoren Fig. 5 eine Prinzipskizze zur Erläuterung der Funktion eines Valvistors;

Fig. 6 ein Schaltschema einer vereinfachten erfindungsgemäßen Ventilanordnung;

Fig. 7 einen Schnitt durch ein Ventilgehäuse in den die Ventilanordnung aus Fig. 6 integriert ist und

Fig. 8 eine Teildarstellung des Ventilgehäuses aus Fig. 7.

Fig. 1 zeigt ein Schaltschema zur Ansteuerung von hy draulischen Antriebselementen eines mobilen Arbeitsgerätes, bspw. eines Baggers, wobei exemplarisch die Ansteuerung eines Hydromotors eines Fahrantriebs und eines Hydrozylin ders, bspw. des Auslegerzylinders beschrieben werden.

Die dargestellte Schaltung hat einen Hydromotor 2 und einen Hydrozylinder 4, die über eine Verstellpumpe 6 mit Druckmittel versorgt werden. Das System ist als sog. Ein kreissystem ausgeführt, wobei alle hydraulischen Verbrau cher von der gemeinsamen Verstellpumpe 6 versorgt werden. Die Ansteuerung der Verstellpumpe 6 erfolgt in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck der angeschlossenen Verbraucher, der über einen LS-Kanal 8 abgegriffen wird. Dieser ist über ein LS-Druckbegrenzungsventil 10 und eine LS-Entlastung 12 mit dem Tank L verbunden, aus dem die Verstellpumpe 6 Druckmit tel ansaugt.

Die Ansteuerung des Hydromotors 2 und des Hydrozylin ders 4 erfolgt über Ventilanordnungen 14 bzw. 16, deren Elemente im folgenden anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ventilanordnungen 14 und 16 jeweils zu einem Ventilblock zusammengefaßt, der jeweils einen Druckanschluß P, einen Lastmeldeanschluß LS, einen Tankanschluß T sowie zwei Arbeitsanschlüsse A und B hat.

Der Pumpenanschluß P der Ventilanordnung 14 bzw. 16 ist über eine Druckleitung 18 an den Druckanschluß der Ver stellpumpe 6 angeschlossen. Von der Druckleitung 18 zweigt ein Speisekanal 21 ab, der an einen Speiseanschluß S der Ventilanordnung 14 angeschlossen ist. Im Speisekanal 21 ist ein Druckreduzierventil 22 angeordnet, über das der Pumpen druck auf einen Speisedruck von bspw. 6 bar reduziert wird. Der Speisekanal 21 ist über ein Vorspannventil 24 mit einer Tankleitung 26 verbunden, über die der Tank L an den Tank anschluß T angeschlossen ist. Die Tankleitung 26 hat zwei Parallelleitungen 28, 30, in denen Tankspannventile 32 bzw. 34 angeordnet sind. Stromabwärts des Tankspannventiles 32 ist in der Parallelleitung 28 ein Kühler 37 zur Kühlung des zum Tank L zurückströmenden Druckmittels angeordnet. Das dem Kühler 36 vorgeschaltete Tankspannventil 32 öffnet bei einem geringeren Druck als das parallele Tankspannventil 34, so daß in Abhängigkeit von dem in der Tankleitung 26 herrschenden Druck die gesamte Ölmenge durch den Kühler 37 geführt wird oder aber bei höheren Drücken durch die aufge steuerte Parallelleitung 30 direkt zum Tank L zurückgeführt wird.

Fig. 2 zeigt die Ventilanordnung 16 zur Ansteuerung des Hydrozylinders 4 in vergrößerter Darstellung. Demgemäß hat die Ventilanordnung 16 zwei parallel geschaltete Strom regelventile 36, 38, die in der Darstellung gemäß Fig. 2 gestrichelt angedeutet sind. Jedes der Stromregelventile 36, 38 hat beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine proportional verstellbare Meßblende 40 bzw. 42, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein elektrisch betätigtes Proportionalventil ausgebildet ist. Der Meß blende 40, 42 ist jeweils eine Druckwaage 44 bzw. 46 vorge schaltet. Gemäß Fig. 2 sind die Stromregelventile 36, 38 jeweils in Kanälen angeordnet, über die der Arbeitsanschluß B bzw. A mit dem Tankanschluß T verbindbar ist. Je nach Ansteuerung der Steueranordnung dient dabei einer dieser Kanäle als Zulaufleitung, während der andere Kanal die Ablaufleitung ist. Für die folgenden Erläuterungen sei angenommen, daß das Druckmittel über den Arbeitsanschluß B vom Verbraucher zum Tank zurückströmen soll und über den Arbeitsanschluß A zum Verbraucher strömen soll. Demgemäß ist dann das Stromregelventil 36 (rechts in Fig. 2) in einer Ablaufleitung 48 angeordnet, über die der Arbeitsan schluß B mit dem Eingang der Druckwaage 44 verbunden ist. Der Arbeitsanschluß B der Ventilanordnung 16 ist über einen Rücklaufkanal 50 mit einem Ringraum 52 des Hydrozylinders 4 verbunden.

Entsprechend ist der Eingang der Druckwaage 46 des Stromregelventils 38 über eine Zulaufleitung 54 mit dem Arbeitsanschluß A und dieser über einen Druckkanal 56 mit einem Zylinderraum 58 des Hydrozylinders 4 verbunden.

Gemäß Fig. 2 sind die Stromregelventile 36, 38 in Zweigkanälen 60 bzw. 62 angeordnet, über die der Ablaufka nal 48 bzw. der Zulaufkanal 54 mit einem gemeinsamen Tank kanal 64 verbunden sind, der über den Tankanschluß T an die Tankleitung 26 angeschlossen ist. Am Eingang der Druckwaage 44 bzw. 46 liegt somit der Druck in der Ablaufleitung 48 bzw. der Zulaufleitung 54 an. Die Druckwaagen 44, 46 sind in Schließrichtung von dem Druck am Eingang der nachge schalteten Meßblende 40 bzw. 42 und in Öffnungsrichtung von dem Druck am Ausgang der jeweiligen Meßblende beaufschlagt.

Der Druck am Eingang der Druckwaage 44, 46 wird jeweils über einen Steuerkanal 66 bzw. 68 abgegriffen und zu einem Eingangsanschluß eines Schaltventils 70 bzw. 72 geführt, der in der dargestellten federvorgespannten Grundposition abgesperrt ist. Ein weiterer Eingangsanschluß der Schalt ventile 70, 72 ist über einen an den Pumpenanschluß P angeschlossenen Pumpenkanal 74 an den Pumpenanschluß P angeschlossen.

Die Ablaufleitung 48 und die Zulaufleitung 54 zweigen ebenfalls von diesem Pumpenkanal 74 ab, wobei im Abzwei gungsbereich jeweils eine Zumeßdruckwaage 76 bzw. 78 ange ordnet ist. Die in Schließrichtung wirksame Steuerfläche der Zumeßdruckwaage 76, 78 ist mit dem Druck am Ausgangsan schluß des Schaltventils 70 bzw. 72 beaufschlagt. Die in Öffnungsrichtung wirksame Steuerseite der Druckwaage 761 78 ist jeweils über einen Tanksteuerkanal 80 bzw. 82 mit dem Tankkanal 64 verbunden. In der dargestellten Grundposition der Schaltventile 70, 72 sind die Druckwaagen 76, 78 in Schließrichtung über den Pumpenkanal 74 mit dem Ausgangs druck der Verstellpumpe 6 beaufschlagt. Die in Öffnungs richtung wirksamen Federn sind so ausgelegt, daß die Druck waage 76 bzw. 78 bei Stand-by-Druck der Hydropumpe 1 in ihre Sperrstellung gebracht sind.

Stromabwärts jeder Druckwaage 76, 78 ist ein Zulauf rückschlagventil 85 bzw. 87 angeordnet, über das eine Rückströmung des Druckmittels vom Arbeitsanschluß A, B zur Druckwaage 76 bzw. 78 verhindert ist.

Der Druck stromaufwärts der Zulaufrückschlagventile 85, 87 wird über einen Meldekanal 89 bzw. 91 und LS-Rückschlag ventile 92 bzw. 94 an den LS-Anschluß gemeldet.

Parallel zu den Einspeisekanälen 84 und 86 ist die Zu lauf- bzw. Ablaufleitung 54, 48 über Druckbegrenzungsventi le 96 und 98 mit der Tankleitung verbunden, so daß im Fall einer Drucküberhöhung in der Zulaufleitung 54 oder in der Ablaufleitung 48 Druckmittel zum Tank L hin entspannt werden kann.

Zum Ausfahren des Zylinders 4 wird das Schaltventil 72 betätigt und die Meßblende 40 aufgesteuert. Bei betätigtem Schaltventil 72 liegt an der in Schließrichtung wirksamen Steuerfläche der Druckwaage 78 der Druck am Eingang der Druckwaage 44 an, der etwa dem durch die Tankspannventile 32, 34 vorgegebenen Tankdruck entspricht. Die Druckwaage 78 öffnet, die Druckwaage 76 und die Meßblende 42 sind ge schlossen. Das von der Verstellpumpe 6 geförderte Druckmit tel wird über den Druckanschluß P, die Druckwaage 78 und das Rückschlagventil 86 zum Arbeitsanschluß A und von dort über den Druckkanal 56 in den Zylinderraum 58 gefördert. Das aus dem Ringraum 52 verdrängte Druckmittel strömt über den Arbeitsanschluß B, die Ablaufleitung 48, die Druckwaage 44 und die geöffnete Meßblende 40 in den Tankkanal 64 und von dort über den Tankanschluß T in die Tankleitung 26. Die Druckwaage 44 stellt sich dabei in eine Regelposition ein, in der der Druckabfall über der Meßblende 40 im wesentli chen unabhängig vom Druck im Zweigkanal 60 (Ablaufleitung 48) konstant gehalten wird.

Gemäß Fig. 2 ist der Tankkanal 64 über Einspeisekanäle 84, 86 mit der Ablaufleitung 48 bzw. der Zulaufleitung 54 verbunden. In jedem der Einspeisekanäle 84, 86 ist ein als Rückschlagventil ausgebildetes Einspeiseventil 88 bzw. 90 angeordnet.

Bei einer ziehenden Last (nach oben in Fig. 2) liegt in der Ablaufleitung 48 ein wesentlich höherer Druck als beim "regulären" Betrieb des Hydrozylinders 4 an, während der Druck in der Zulaufleitung 56 gering ist, so daß Druck mittel in den Zylinderraum 58 nachströmen muß. Der in der Ablaufleitung 48 anliegende Druck von bspw. 100 bar liegt dann auch am Eingang der Druckwaage 44 an. Dieser Druck wird über den Steuerkanal 66 und das umgeschaltete Schalt ventil 72 an die in Schließrichtung wirksame Steuerfläche der Zumeßdruckwaage 78 geführt, so daß diese gegen die Kraft ihrer Druckfeder verstellt wird und der Druck in der Zulaufleitung 54 angedrosselt wird. Dieser verringerte Druck wird über den Meldekanal 91 und das LS-Rückschlagven til 92 und den LS-Anschluß in den LS-Kanal 8 gemeldet. Aufgrund dieses verringerten Lastdruckes wird dann die Verstellpumpe 6 zurückgefahren. Durch dieses Rückfahren der Verstellpumpe wird gegenüber den herkömmlichen Lösungen erheblich an Energie eingespart, da bei diesen die Ver stellpumpe weiter mit dem voreingestellten Druck fördert.

Das Druckmittel strömt dann über das Stromregelventil 36 mit konstantem Volumenstrom in den Tankkanal 64. Da der Druck in der Zulaufleitung 54 wesentlich geringer als in der Ablaufleitung 48 ist, öffnet das Einspeiseventil 90, so daß das Druckmittel direkt in die Zulaufleitung 54 einge speist werden kann. Eine Kavitation im Zylinderraum 58 läßt sich somit vermeiden. Das System wird somit mit nahezu 100 %iger Regeneration betrieben, so daß diese Lösung herkömm lichen Lösungen energetisch überlegen ist.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Ventil anordnung 40 zur Ansteuerung des Hydromotors 2. Diese Ventilanordnung 40 entspricht im Grundaufbau der anhand von Fig. 2 beschriebenen Ventilanordnung 16 zur Ansteuerung des Hydrozylinders 4, so daß im folgenden nur die zusätzli chen Bauelemente beschrieben werden.

Wie bereits eingangs erwähnt, ist der Verbindungskanal 20 an den Speiseanschluß S angeschlossen. Dieser ist über einen Kanal 102 mit den Einspeisekanälen 86, 88 verbunden. Im Unterschied zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel sind diese nicht direkt an den Tankkanal 64 angeschlossen. Dieser Anschluß erfolgt über ein Thermoventil 104, das in seiner federvorgespannten Grundposition den Tankkanal 64 und damit die Rücklaufleitung 48 (54) mit dem Kanal 102 verbindet. Bei Durchströmung mit einem stark erwärmten Druckmittel schließt das Thermoventil 104 die Verbindung zwischen dem Tankkanal 64 und dem Kanal 102, so daß die Einspeisung von Druckmittel in einen der Einspeisekanäle 86, 88 nur über den Verbindungskanal 20 und nicht über den Tankkanal 64 erfolgen kann.

Gemäß Fig. 3 zweigt von der Ablaufleitung 48 und von der Zulaufleitung 54 jeweils ein Druckbegrenzungskanal 106, 108 ab, der an den Tanksteuerkanal 80 bzw. 82 angeschlossen ist. In jedem Druckbegrenzungskanal 106, 108 ist ein Druck begrenzungsventil 110 bzw. 112 angeordnet, das in seiner federvorgespannten Grundposition den zugeordneten Druckbe grenzungskanal 106 bzw. 108 absperrt. Der Druck im Druckbe grenzungskanal 106 bzw. 108 wird an eine das Schaltventil 70 bzw. 72 in Grundposition beaufschlagende Steuerfläche gemeldet. In jedem Druckbegrenzungskanal 106, 108 ist desweiteren eine Drossel 114 bzw. 116 vorgesehen.

Zur Ansteuerung des Hydromotors, d. h. zur Druckbeauf schlagung über den Arbeitsanschluß A wird die Meßblende 40 aufgesteuert und das Schaltventil 72 umgeschaltet, während die Meßblende 42 und das weitere Schaltventil 70 in ihren Schließstellungen bleiben. Das Druckmittel wird über den Druckanschluß P, die Zumeßdruckwaage 78, das Zulaufrück schlagventil 87 und den Arbeitsanschluß A zum Hydromotor 2 gefördert. Das rücklaufende Druckmittel strömt über den Arbeitsanschluß B, die Druckwaage 44 des Stromregelventils 36 und die nachgeschaltete aufgesteuerte Meßblende 40 zum Tankkanal 64 und von dort über den Tankanschluß T in die Tankleitung 26 zurück.

Bei einer negativen Last baut sich in der Ablaufleitung 48 ein hoher Druck (bspw. 100 bar) auf, der über den Steu erkanal 66 und das umgeschaltete Schaltventil 72 zur Steu erfläche der Zumeßdruckwaage 78 gemeldet wird - diese wird zugesteuert und die Verstellpumpe 6 zurückgefahren. Das Druckmittel in der Ablaufleitung 48 wird über die Druck waage 44 und die aufgesteuerte Meßblende 40 mit im wesent lichen lastdruckunabhängigem Volumenstrom in den Tankkanal 64 eingeleitet. Falls dieses Druckmittel eine zulässige Arbeitstemperatur aufweist, ist das Thermoventil 104 geöff net, so daß das Druckmittel über das Thermoventil 104 in den Kanal 102 eingespeist wird. In diesem Kanal 102 herrscht zumindest der über das Druckreduzierventil 22 und die Tankspannventile 32, 34 eingestellte Mindesttankdruck. Das Druckmittel kann dann über den Einspeisekanal 86 und das geöffnete Einspeiseventil 90 in die Zulaufleitung 54 eingespeist werden, wobei durch die zusätzliche Druckmit telzufuhr über die Verstellpumpe 6 in den Verbindungskanal 20 mit Stand-by-Druck genügend Druckmittel eingespeist werden kann, um jedwede Kavitation zu verhindern. Bei sehr heißem Druckmittel schließt das Thermoventil 104, so daß das über die Ablaufleitung zurückströmende Druckmittel über den Tankkanal 64 und die Tankleitung 26 in den Tank L zurückgeführt wird. Die Kavitation wird durch die Druckmit telzufuhr über die Verstellpumpe 6 verhindert.

Bei den vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Lösungen er folgt die Ansteuerung der hydraulischen Verbraucher über eine Ablaufsteuerung, wobei dann, wenn im Ablauf ein ein vorbestimmtes Druckniveau überschreitender Druck auftritt, die Verstellpumpe 6 zurückfahren und Druckmittel in den Zulauf eingespeist werden kann, so daß eine nahezu 100%ige Regeneration ermöglicht ist.

In Fig. 4 ist eine Variante der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Schaltungen gezeigt. Bei dieser Variante sind die Stromregelventile 36 im jeweiligen Ablauf als Pilotven til eines Valvistors 114 bzw. 116 ausgebildet.

Das Grundprinzip eines Valvistors ist in Fig. 5 darge stellt. Wie eingangs erwähnt, ist die Hauptstufe 118 als 2/2-Wegesitzventil ausgeführt, dessen Kegel 120 auf einem Ventilsitz 122 aufsitzt. Über den abgestuften Kegel 120 läßt sich eine Verbindung zwischen einem Eingangsanschluß P und einem Ausgangsanschluß T aufsteuern.

Die in Schließrichtung wirksame Stirnfläche des Kegels 120 ist in einem Rückraum 124 angeordnet, der über eine Steuerleitung mit dem Ausgangsanschluß T verbunden ist. In der Steuerleitung 126 ist ein Pilotventil 128 angeordnet, das eine verstellbare Meßblende ausbildet.

Der Kegel 120 ist mit einem Längsschlitz 130 versehen, der in der Schließposition des Kegels 120 von einer Steuer kante 132 im Ringraum abgesperrt ist, so daß keine direkte Verbindung zwischen dem Eingangsanschluß P und dem Rückraum 124 vorliegt. Beim Aufsteuern des Pilotventils 128 auf einen vorbestimmten Meßblendenquerschnitt strömt Steueröl aus dem Rückraum 124 ab. Der Kegel 120 hebt vom Ventilsitz 122 ab und die Steuerkante 132 steuert den Längsschlitz 130 auf, so daß Druckmittel vom Eingangsanschluß P in den Rückraum 124 eintreten kann. Der Steuerkegel 120 nimmt eine Regelposition ein, in der die Steuerölzufuhr über den Steuerschlitz 130 gleich der Steuerölabfuhr aus dem Rück raum 124 über das Pilotventil 128 ist. D. h., mit einem derartigen Valvistor lassen sich mit sehr geringen Steuer ölmengen große Druckmittelvolumenströme steuern.

Als Pilotventil 128 gemäß Fig. 5 kann bspw. ein Strom regelventil 36, 38 verwendet werden, wie es bei den vorbe schriebenen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde.

Fig. 4 zeigt das Schaltsymbol der Hauptstufe 118, wie sie anhand von Fig. 5 erläutert ist. Die beim Schaltsymbol der Hauptstufe 118 dargestellten mechanisch miteinander verbundenen verstellbaren Meßblenden stehen für den vom Kegel 120 aufgesteuerten Öffnungsquerschnitt (Meßblende stromaufwärts der Druckwaage der Hauptstufe) und für den über die Steuerkante 132 aufgesteuerten Querschnitt des Längsschlitzes 130. Bei der Verwendung von Valvistoren ist der Eingang des Stromregelventils 36 - im vorliegenden Fall der Eingang der Druckwaage 44 mit einer Steuerleitung 134 verbunden, über den die Druckwaage der Hauptstufe 118 des Valvistors 114 mit einem in Schließrichtung wirksamen Druck beaufschlagt ist.

Demgemäß sind die beiden Hauptstufen 118 der beiden Va lvistoren 114, 116 mit ihrem Eingangsanschluß P an die Ablaufleitung 48 bzw. die Zulaufleitung 54 angeschlossen und die Ausgangsanschlüsse T sind jeweils mit dem gemeinsa men Tankkanal 64 verbunden.

Der zu einem Eingangsanschluß P des Schaltventils 72 führende Steuerkanal 66 ist ebenfalls an die Steuerleitung 134 angeschlossen.

Die Druckwaage der Hauptstufe 118 des Valvistors 116 wird entsprechend in Schließrichtung über eine Steuerlei tung 136 beaufschlagt, deren Druck auch am Eingang der Druckwaage 46 sowie über den Steuerkanal 68 auch an einem Eingang des Schaltventils 70 anliegt. Die beiden Tanksteu erkanäle 80 und 82 sind wie bei den vorbeschriebenen Aus führungsbeispielen an den Tankkanal 64 angeschlossen. Im übrigen entspricht das in Fig. 4 dargestellte Ausführungs beispiel der Schaltung gemäß Fig. 2. Die Schaltung gemäß Fig. 3 läßt sich entsprechend auch mit den beiden Valvi storen 114 und 116 ausführen.

Zum Ausfahren des Hydrozylinders 4 wird das Schaltven til 72 umgeschaltet und die einstellbare Meßblende 40 aufgesteuert. Das Schaltventil 70 und die andere einstell bare Meßblende 42 bleiben in ihren dargestellten Grundposi tionen.

Das Druckmittel strömt über die geöffnete Zumeßdruck waage 78, das Zulaufrückschlagventil 87 zum Arbeitsanschluß A und von dort in den Zylinderraum 58. Das aus dem Ringraum 52 verdrängte Druckmittel strömt über den Arbeitsanschluß B, die Ablaufleitung 48 zum Anschluß P der Hauptstufe 118 des Valvistors 114. Bei aufgesteuerter Meßblende 40, die die Funktion des Pilotventils 128 in Fig. 5 übernimmt, wird der in Schließrichtung wirksame Druck durch die Steuerölströmung in der Steuerleitung 134 abgebaut - die Hauptstufe 118 öffnet und nimmt eine Regelposition ein, in der das Druckmittel vom Eingangsanschluß P zum Tankanschluß T in den Tankkanal 64 abströmen kann.

Bei einer ziehenden Last steigt der Druck in der Ab laufleitung 48 an. Entsprechend wird auch der Druck in der Steuerleitung 134 erhöht, so daß dieser erhöhte Druck über den Steuerkanal 66 die Zumeßdruckwaage 78 in Schließstel lung beaufschlagt. Durch die sich schließende Zumeßdruck waage 78 wird der Druck in der Zulaufleitung 54 verringert und ein entsprechend verringerter Druck über den Meldekanal 91 und das LS-Rückschlagventil 92 in den LS-Kanal 8 gemel det - die Verstellpumpe 6 fährt zurück auf Stand-by-Druck. Der Steuerölvolumenstrom über das Stromregelventil 36 wird über die Kombination der Druckwaage 44 und der geöffneten Meßblende 40 konstant gehalten, so daß das Druckmittel über die sich in ihrer Regelposition befindlichen Hauptstufe 118 des Valvistors 114 vom Eingangsanschluß P zum Tankanschluß T und von da in den Tankkanal 64 abströmen kann. Da der Druck im Zulaufkanal 54 wesentlich geringer ist als der Druck im Tankkanal 64, kann Druckmittel über den Einspeisekanal 86 und das Einspeiseventil 90 genau wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen in die Zulaufleitung 54 eingespeist werden.

Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sind in jedem Zweig eine Zumessdruckwaage 76, 78 und ein Schaltventil 68, 70 vorgesehen, die über Kreuz mit dem jeweiligen Stromregelventil 36 bzw. 38 im anderen Zweig zusammenwirken, um den Druckmittelzulauf und -ablauf zu steuern. In Fig. 6 ist ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem beiden Zweigen eine einzige, gemeinsame Zumessdruckwaage 78 zugeordnet ist, der ein Wegeventil 136 nachgeschaltet ist.

Das Wegeventil 136 hat bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei Schaltpositionen, wobei in der mittleren, federvorgespannten Grundposition (0) die Zulaufleitung 54, die Ablaufleitung 48 und die Druckleitung 18, in die die Zumessdruckwaage 78 geschaltet ist abgesperrt sind. Zur Druckmittelversorgung über die Zulaufleitung 54 läßt sich das Wegeventil elektrisch oder mittels eines hydraulischen Steuerdruckes in eine Schaltposition (b) bringen, in der der Ausgang der Druckwaage 78 mit der Zulaufleitung 54 verbunden ist, während die Verbindung zwischen der Druckleitung 18 und der Rücklaufleitung abgesperrt ist. In dieser Schaltposition ist der an den Eingang des Stromregelventils 36 angeschlossene Steuerkanal 66 mit einer Leitung 138 verbunden, so daß die in Schließrichtung wirksame Steuerfläche der Zumessdruckwaage 78 mit dem Druck am Eingang des Stromregelventils 36 und damit dem Druck in der Ablaufleitung 48 beaufschlagt ist. Wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen, ist die in Öffnungsrichtung wirksame Steuerfläche der Zumessblende 78 mit dem Tankdruck, d. h. mit dem Druck in dem Tankkanal 64 beaufschlagt.

In der anderen dargestellten Schaltposition (a) ist die in Schließrichtung wirksame Steuerfläche der Zumessblende 78 mit dem Druck im anderen Steuerkanal 68 beaufschlagt, der an den Eingang des Stromregelventils 38 angeschlossen ist. In dieser Schaltposition ist der Ausgang der Zumessdruckwaage 78 mit dem rechten Zweig, d. h. mit der als "Ablaufleitung" 48 bezeichneten Leitung verbunden, so daß der Verbraucher über den Arbeitsanschluß B mit Druckmittel versorgt wird und diese Leitung als Zulaufleitung wirkt.

Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel wird somit über das Wegeventil 136 die Druckmittelzufuhr und -abfuhr zum bzw. vom Verbraucher gesteuert, wobei die Druckwaage 78 stets in Schließrichtung mit dem Druck in der jeweils wirksamen Ablaufleitung und in Öffnungsrichtung mit dem Tankdruck beaufschlagt ist.

Ähnlich wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Tankdruck über ein Tankspannventil 32 auf einen vorbestimmten Wert beispielsweise 8 bar vorgespannt. Im Speisekanal 21 ist ein Druckreduzierventil 22 zur Einstellung des Tankspeisdruckes vorgesehen.

Die sonstigen Elemente der in Fig. 6 dargestellten Schaltung entsprechen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, so daß der Einfachheit halber auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird.

Zur Druckmittelzufuhr über den Arbeitsanschluß A wird das Wegeventil 136 in die mit (b) bezeichnete Schaltstellung gebracht, so daß das Druckmittel über die Druckwaage 78, das Wegeventil 136, die Zulaufleitung 54 und das Zulaufrückschlagventil 87 über den Arbeitsanschluß A zum Verbraucher geführt wird. Das vom Verbraucher zurückströmende Druckmittel wird über den Arbeitsanschluß B, die Ablaufleitung 48, die Druckwaage 44, die aufgesteuerte Meßblende 40 und den Tankkanal 64 in den Tank L zurückgeführt.

Bei einem Druckaufbau in der Ablaufleitung (ziehende Last) wird - ähnlich wie bei dem anhand von Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel - die Zumessdruckwaage 78 durch den über den Steuerkanal 66 abgegriffenen Druck in der Ablaufleitung 48 zugesteuert, so daß der Druck in der Zulaufleitung 54 angedrosselt wird. Der verringerte Druck wird dann über den Meldekanal 91 abgegriffen und in den LS- Kanal 8 gemeldet, so daß die Verstellpumpe 6 zurückgefahren wird. Das über den Arbeitsanschluß B zurückströmende Druckmittel kann dann in der eingangs beschriebenen Weise über das Einspeiseventil 90 direkt in die Zulaufleitung 54 eingespeist, so daß Kavitationen verhinderbar sind.

Bei besonderen Anwendungen kann das Wegeventil 136 - wie in Fig. 6 angedeutet - als Proportionalventil ausgebildet sein. Prinzipiell reicht es jedoch aus, wenn das Wegeventil 136 als Schaltventil mit drei Schaltpositionen ausgeführt ist.

In den Fig. 7 und 8 ist die konstruktive Umsetzung der Schaltung gemäß Fig. 6 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind praktisch sämtliche vorbeschriebenen Komponenten in einem gemeinsamen Ventilgehäuse 140 integriert. Das Ventilgehäuse 140 hat eine erste Ventilbohrung 142 in der ein Ventilschieber 144 des Wegeventils 136 geführt ist. In den Ventilschieber 144 ist ein Kolben 146 der Zumessdruckwaage 78 integriert.

Im Ventilgehäuse 140 ist parallel zur Ventilbohrung 142 eine weitere Bohrung 148 ausgebildet, in der ein Ventilkörper 150 geführt ist, über den die beiden Meßblenden 40, 42 ausgebildet sind. In dem Ventilkörper 150 sind Druckwaagenkolben 152, 154 der Druckwaagen 44 bzw. 46 achsial verschiebbar angeordnet.

Wie im folgenden noch näher beschrieben wird, sind in das Ventilgehäuse 140 des weiteren noch die beiden Zulaufrückschlagventile 85, 87 integriert. Die Ansteuerung des Wegeventils 136 und der beiden Meßblenden 40, 42 erfolgt hydraulisch über Ansteuerkanäle 156, 158, die jeweils mit Steuerräumen des Wegeventils 136 und der Meßblende 44 oder 46 verbunden sind.

Der Ventilschieber 144 ist über Federn 160, 162 und der Ventilkörper 150 über Zentrierfedern 164, 166 vorgespannt, wobei die Federräume der Zentrierfeder 164 und der Feder 162 mit dem Druck im Ansteuerkanal 156 und die Federräume der Zentrierfeder 166 und der Feder 160 mit dem Druck im Ansteuerkanal 158 beaufschlagt ist.

Bezüglich weiterer Einzelheiten der in Fig. 7 dargestellten Ventilanordnung sei auf die Detaildarstellung gemäß Fig. 8 verwiesen.

Demgemäß sind in der Ventilbohrung 142 fünf Ringnuten 168, 170, 172, 174 und 175 ausgebildet. Die mittlere Ringnut 172 ist über die Druckleitung 18 an die Verstellpumpe 6 angeschlossen. Der als Hohlschieber ausgeführte Ventilschieber 144 hat einen Mantelbohrungsstern 178, der in der dargestellten Grundposition im Bereich zwischen den Ringnuten 168 und 170 angeordnet ist. Im Axialabstand zum Mantelbohrungsstern 178 sind im Ventilschieber Steuerbohrungen 180 ausgebildet, die in der Ringnut 172 münden.

In der gezeigten Position ist zwischen den beiden Ringnuten 174, 176 im Ventilschieber 144 eine Mantelbohrung 182 ausgebildet, über die in Fig. 8 rechte Stirnfläche des Kolbens 146 mit dem Druck in einer der Ringnuten 174, 176 beaufschlagbar ist. Die andere Stirnfläche des Kolbens 146 ist über eine Radialbohrung 184 mit dem Druck in einer Steuerleitung 186 beaufschlagbar, über die der Tankdruck abgegriffen wird, so daß die in Fig. 8 linke Stirnfläche des Kolbens 146 mit dem Tankdruck beaufschlagt ist.

Der in einer Innenbohrung 188 des Ventilschiebers 144 geführte Kolben 146 der Zumessdruckwaage 78 hat zwei axialbeabstandete Ringbünde 180, 190, die mit der Innenumfangswandung der Innenbohrung 188 einen Ringraum 192 begrenzen. Der Axialabstand der Ringbünde 189, 190 ist so gewählt, daß der Ringraum 192 in der dargestellten Grundposition den Mantelbohrungsstern 178 mit den Steuerbohrungen 180 verbindet.

Die Stirnseiten des Ventilschiebers 144 sind über Endstücke 194 und 196 verschlossen. Am Endstück 194 ist eine Regelfeder 198 abgestützt, über die der Kolben 146 mit einem rechts vom Ringbund 190 angeordneten Endteil 200 gegen das Endstück vorgespannt ist. Das Endteil 200 ist radial gegenüber dem Ringbund 190 zurückgesetzt, so daß Druckmittel durch die Mantelbohrung 182 hindurch gelangen und die Stirnfläche des Endteils 200 mit dem Druck in der Ringnut 174 oder 176 beaufschlagen kann. Dieser Druck wirkt entgegen der Kraft der Regelfeder 198 und dem Druck im Federraum des Kolbens 146.

In der den Ventilkörper 150 aufnehmenden Bohrung 148 des Ventilgehäuses 140 sind vier Ringnuten 202, 204, 206, 208 ausgebildet, wobei die Ringnuten 202, 208 mit den Arbeitsanschlüssen A bzw. B verbunden sind. Die Ringnut 202 ist über die Zulaufleitung 54 und das in das Ventilgehäuse 144 integrierte Zulaufrückschlagventil 87 mit der Ringnut 168 verbunden, während die Ringnut 208 über die Ablaufleitung 48 und Ablaufrückschlagventil 85 mit der Ringnut 170 verbunden ist. Der höhere Druck in der Zulauf- oder Ablaufleitung wird über den LS-Meldekanal 91 abgegriffen.

Die Bohrung 148 hat des weiteren zwei Nuten 210, 212, die über die Steuerkanäle 66 und 68 mit den Ringnuten 176 bzw. 174 verbunden sind. Über die Nuten 210 und 212 kann der Druck in den Ringnuten 202 bzw. 208 bei einer entsprechenden Verschiebung des Ventilkörpers 150 abgegriffen und in die zugeordneten Ringnuten 176 bzw. 174 übertragen werden.

Im Mantel des Ventilkörpers 150 sind mittige Tankdurchbrüche 214 ausgebildet, die in einer Umfangsnut des Ventilkörpers 150 münden. Durch diese Umfangsnut wird ein Ringspalt 216 ausgebildet, der sich zwischen den Ringnuten 204 und 206 erstreckt und der mit dem Tankkanal 64 verbunden ist, so daß im Ringspalt 216 der Tankdruck anliegt. Die Geometrie dieses Ringspalt 216 ist so gewählt, daß in jeder Axialposition des Ventilkörpers 150 die Ringnuten 204 und 206 mit dem Tankkanal 54 verbunden sind.

Im Inneren des Ventilkörpers 150 sind die beiden Druckwaagenkolben 152, 154 geführt, wobei diese über eine mittige, gemeinsame Steuerfeder 218 gegen zwei den Ventilkörper 150 stirnseitig verschließende Endstücke 220, 222 vorgespannt sind. Im Mantel des Ventilkörpers 150 sind vier weitere Mantelbohrungssterne 226, 228, 230, 232 ausgebildet, wobei die Bohrungssterne 228, 230 und 232, 226 symmetrisch zu den Tankdurchbrüchen 214 ausgebildet sind. Die Mantelbohrungssterne 226, 228 sind der Druckwaage 46 und die Mantelbohrungssterne 230, 232 der Druckwaage 44 zugeordnet (siehe Fig. 7). Die beiden Druckwaagenkolben 152, 154 haben jeweils zwei axial beabstandete Bünde 234, 236 bzw. 238, 240, durch die jeweils ein Ringraum 242 bzw. 244 begrenzt ist. Dieser Ringraum erstreckt sich in der in Fig. 8 rechts dargestellten Grundposition der Druckwaagenkolben 152, 154 so, daß die beiden Mantelbohrungssterne 230 und 232 bzw. 226 und 228 miteinander verbunden sind. In der Darstellung gemäß Fig. 8 ist der linke Druckwaagenkolben 154 in einer Steuerposition gezeigt, in der der Mantelbohrungsstern 226 zugesteuert ist. Der Druck im Ringraum 242 bzw. 244 kann über Innenbohrungen 246 bzw. 248 abgegriffen und an die jeweils außen liegende, von der Steuerfeder 218 entfernte Stirnfläche des Druckwaagenkolbens 152 bzw. 154 geführt . werden.

Zur Druckmittelversorgung über den Arbeitsanschluß A wird ein Steuerdruck an den Ansteuerkanal 156 angelegt, so daß der Ventilschieber 144 und der Ventilkörper 150 in der Darstellung gemäß Fig. 7 durch den Steuerdruck gegen die Kraft der Federn 160 bzw. 166 nach links verschoben werden. Durch diese Axialverschiebung wird die Ringnut 172 über die Steuerbohrungen 180, den Ringraum 192 und den Mantelbohrungsstern 178 mit der nunmehr aufgesteuerten Ringnut 168 verbunden. Das Druckmittel strömt über die Zulaufleitung 54, das Zulaufrückschlagventil 87, die Ringnut 202 zum Arbeitsanschluß A. Das vom Verbraucher zurückströmende Druckmittel tritt über den Arbeitsanschluß B in die Ringnut 208 ein, die aufgrund der Axialverschiebung des Ventilkörpers 150 über den Mantelbohrungsstern 232 mit dem Ringraum 242 verbunden ist. D. h., der Mantelbohrungsstern 232 und die Ringnut 208 bilden praktisch die Meßblende 40. Der Druck im Ringraum 242, d. h. am Ausgang der Meßblende 40 wird über die Innenbohrung 246 abgegriffen, so daß der Druckwaagenkolben 152 (Fig. 7) entgegen der Kraft der Steuerfeder 218 beaufschlagt ist. Auf die linke Strinfläche des Druckwaagenkolbens 152 wirkt zusätzlich zur Steuerfeder 218 der Druck in der Tankleitung 64.

Der Druckwaagenkolben 152 stellt sich in eine Regelposition ein, in der der Druckabfall über der Meßblende, unabhängig vom Druck in der Ablaufleitung 48 konstant gehalten wird, d. h. in dieser Regelposition ist durch den Ringbund 236 der Öffnungsquerschnitt des Mantelbohrungsstern 232 entsprechend auf- bzw. zugesteuert.

Das vom Arbeitsanschluß B zurücklaufende Druckmittel tritt dann durch den Ringraum 242, den Mantelbohrungsstern 232 und die Ringnut 206 in den Ringspalt 216 ein und kann durch die Tankdurchbrüche 214 zum Tank abströmen. Der Druck in der Ablaufleitung 48 wird über die Nut 212 und den Steuerkanal 66 abgegriffen und liegt in der Ringnut 174 an. Dieser Druck wird über die Mantelbohrung 182 zu der in Fig. 8 rechten Stirnfläche des Kolbens 146 geführt, so daß dieser in Schließrichtung mit dem Druck in der Ablaufleitung 48 beaufschlagt ist. Bei dem vorbeschriebenen Druckanstieg in der Rücklaufleitung 48 wird dann der Kolben 146 gegen die Kraft der Regelfeder 198 nach links verschoben, so daß die Steuerbohrungen 180 geschlossen und somit der Druck in der Zulaufleitung 54 angedrosselt wird. Dieser verringerte Druck wird über die Meldeleitung 91 an die Verstellpumpe 6 gemeldet, so daß diese zurückgefahren wird. Das Druckmittel kann in diesem Betriebszustand - wie eingangs beschrieben - über das Einspeiseventil 90 (Fig. 7) direkt in den Zulauf eingespeist werden.

Bei sämtlichen vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen kann anstelle des Stromregelventils 36, 38 mit Druckwaage 44 bzw. 46 mit proportional verstellbarer Meßblende 40, 42 auch ein Proportionalstromregler eingesetzt werden.

Die als Rückschlagventile ausgebildeten Einspeiseventi le 88 und 90 sowie die Druckbegrenzungsventile 96 und 98 können in die Valvistorhauptstufe 118 integriert werden.

Offenbart ist eine Ventilanordnung zur Steuerung einer Druckmittelzufuhr und -abfuhr zu bzw. von einem Verbrau cher, insbesondere eines Hydrozylinders oder eines Hydromo tors. Die Ventilanordnung hat in einer Zulaufleitung eine Druckwaage mit nachgeschaltetem Rückschlagventil und in einer Ablaufleitung ein Stromregelventil, wobei eine in Schließrichtung wirksame Steuerseite der Druckwaage über einen Steuerkanal mit dem Eingang des Stromregelventils verbunden ist. Das über die Ablaufleitung zurückströmende Druckmittel kann bei negativer Last über einen Einspeiseka nal in die Zulaufleitung eingespeist werden.

Bezugszeichenliste

1

2

Hydromotor

4

Hydrozylinder

6

Verstellpumpe

8

LS-Kanal

10

LS-Druckbegrenzungsventil

12

LS-Entlastung

14

Ventilanordnung (Hydromotor)

16

Ventilanordnung (Hydrozylinder)

18

Druckleitung

20

Verbindungskanal

21

Speisekanal

22

Druckreduzierventil

24

Vorspannventil

26

Tankleitung

28

Parallelleitung

30

Parallelleitung

32

Tankspannventil

34

Tankspannventil

36

Stromregelventil

37

Kühler

38

Stromregelventil

40

Meßblende

42

Meßblende

44

Druckwaage

46

Druckwaage

48

Ablaufleitung

50

Rücklaufkanal

52

Ringraum

54

Zulaufleitung

56

Druckkanal

58

Zylinderraum

60

Zweigkanal

62

Zweigkanal

64

Tankkanal

66

Steuerkanal

68

Steuerkanal

70

Schaltventil

72

Schaltventil

74

Pumpenkanal

76

Zumeßdruckwaage

78

Zumeßdruckwaage

80

Tanksteuerkanal

82

Tanksteuerkanal

84

Einspeisekanal

85

Zulaufrückschlagventil

86

Einspeisekanal

87

Zulaufrückschlagventil

88

Einspeiseventil

89

Meldekanal

90

Einspeiseventil

91

Meldekanal

92

LS-Rückschlagventil

94

LS-Rückschlagventil

96

Druckbegrenzungsventil

98

Druckbegrenzungsventil

102

Kanal

104

Thermoventil

106

Druckbegrenzungskanal

108

Druckbegrenzungskanal

110

Druckbegrenzungsventil

112

Druckbegrenzungsventil

114

Valvistor

116

Valvistor

118

Hauptstufe

120

Kegel

122

Ventilsitz

124

Rückraum

126

Steuerleitung

128

Pilotventil

130

Längsschlitz

132

Steuerkante

134

Steuerleitung

136

Wegeventil

138

Leitung

140

Ventilgehäuse

142

Ventilbohrung

144

Ventilschieber

146

Kolben

148

Bohrung

150

Ventilkörper

152

Druckwaagenkolben

154

Druckwaagenkolben

156

Ansteuerkanal

158

Ansteuerkanal

160

Feder

162

Feder

164

Zentrierfeder

166

Zentrierfeder

168

Ringnut

170

Ringnut

172

Ringnut

174

Ringnut

176

Ringnut

178

Mantelbohrstern

180

Steuerbohrungen

182

Mantelbohrung

184

Radialbohrung

186

Steurleitung

188

Innenbohrung

189

Ringbund

190

Ringbund

192

Ringraum

194

Endstück

196

Endstück

198

Regelfeder

200

Endteil

202

Ringnut

204

Ringnut

206

Ringnut

208

Ringnut

210

Nut

212

Nut

214

Tankdurchbrüche

216

Ringspalt

218

Steuerfeder

220

Endstück

224

Endstück

226

Mantelbohrungsstern

228

Mantelbohrungsstern

230

Mantelbohrungsstern

232

Mantelbohrungsstern

234

Bund

236

Bund

238

Bund

240

Bund

242

Ringraum

244

Ringraum

246

Innenbohrung

248

Innenbohrung

Claims

1. Ventilanordnung zur Steuerung einer Druckmittelzu- und -abfuhr zu bzw. von einem Verbraucher, insbesondere einem Hydrozylinder (4) oder einem Hydromotor (2), mit einer Ventileinrichtung (14, 16), über die eine zum Verbraucher (2, 4) führende Zulaufleitung (54) mit einer Pumpe (6) und eine Rücklaufleitung (48) mit einem Druckmittelreservoir (L) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zulaufleitung (54) eine Zumeßdruckwaage (78) und in der Ablaufleitung (48) ein Stromregelventil (36) angeordnet ist, wobei eine in Schließrichtung wirksame Steuerfläche der Zumeßdruckwaage (78) über einen Steuerkanal (66) mit dem Eingang des Stromregelventils (36) beaufschlagbar ist und wobei das über den Ablaufkanal (48) zurückströmende Druckmittel mittels eines Einspeisekanals (86) mit Einspeiseventil (90) in die Zulaufleitung (54) einspeisbar ist.

2. Ventilanordnung nach Patentanspruch 1, wobei der Zumeßdruckwaage (78) ein Schaltventil (72) zugeordnet ist, in dessen Schaltpositionen die Steuerfläche mit einer den Pumpendruck führenden Leitung oder mit dem Steuerkanal (66) verbindbar ist.

3. Ventilanordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Ablaufleitung (48) mit einer Tankleitung (26) verbunden ist, in der zumindest ein Tankspannventil (32, 34) angeordnet ist.

4. Ventilanordnung nach Patentanspruch 3, wobei die Tankleitung (26) über einen Speisekanal (21) mit Druckreduzierventil (22) mit der Pumpe (6) verbunden ist.

5. Ventilanordnung nach Patentanspruch 4, wobei im Speisekanal (21) ein Vorspannventil (24) angeordnet ist.

6. Ventilanordnung nach Patentanspruch 4 und 5, wobei der Speisekanal (21) im Bereich zwischen Vorspannventil (24) und Druckreduzierventil (22) über einen Verbindungkanal (20) mit dem Einspeiskanal (84, 86) verbunden ist.

7. Ventilanordnung nach Patentanspruch 6, wobei der Ablaufkanal (48) über ein Thermoventil (104) mit dem Verbindungskanal (20) verbindbar ist.

8. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Stromregelventil (36, 38) eine proportional verstellbare Meßblende (40, 42) und eine Druckwaage (44, 46) hat.

9. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Stromregelventil (36, 38) ein Pilotventil (128) eines Vavistors (114, 116) zum Aufsteuern der Verbindung zwischen dem Ablaufkanal (48) und der Tankleitung (26) ist.

10. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei jedem Verbraucher (2, 4) zur Zu- und Ablaufsteuerung zwei in Parallelzweigen angeordnete Stromregelventile (36, 38) und Zumeßdruckwaagen (76, 78) zugeordnet sind, die kreuzweise ansteuerbar sind, so daß über eine Zumeßdruckwaage (78) im einem Zweig die Druckmittelzufuhr und über das Stromregelventil (36) im anderen Zweig die Druckmittelabfuhr steuerbar ist.

11. Ventilanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, wobei eine einzige Zumeßdruckwaage (78) vorgesehen ist, in der ein Wegeventil (136) nachgeschaltet ist, das in einer Stellung (0) die Zulaufleitung (54) und den Steuerkanal (66) absperrt und in einer anderen Stellung (a, b) die Zulaufleitung (54) mit dem Ausgang der Zumeßdruckwaage (78) verbindet, und deren in Schließrichtung wirksame Steuerfläche mit dem Druck im Steuerkanal (66) beaufschlagt ist.

12. Ventilanordnung nach Patentanspruch 11, wobei jedem Verbraucher (2, 4) zur Zu- und Ablaufsteuerung zwei in Parallelzweigen angeordnete Stromregelventile (36, 38) zugeordnet sind, denen die eine Zumessdruckwaage (78) mit nachgeschaltetem Wegeventil (136) zugeordnet ist, wobei über das Wegeventil (136) die Druckmittelzufuhr zum Verbraucher und über das mit dem Steuerkanal 66 verbundene Stromregelventil (36, 38) der Druckmittelablauf steuerbar ist.

13. Ventilanordnung nach Patentanspruch 12, wobei die Zumeßdruckwaage (78) in einen Ventilschieber (144) des Wegeventils (136) integriert ist.

14. Ventilanordnung nach Patentanspruch 8 und 13, wobei die Stromregelventile (36, 38) mit Meßblende (40, 42) und Druckwaage (44, 46) mit dem Wegeventil (136) in einem gemeinsamen Ventilgehäuse (140) integriert sind, wobei Meßblende (40, 42) und Wegeventil (136) durch den gleichen Steuerdruck betätigbar sind.

15. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Pumpe eine Verstellpumpe (6) ist, die mehreren Verbrauchern zugeordnet und über den höchsten Lastdruck der Verbraucher angesteuert ist, der über einen LS-Kanal (8) am Ausgang der Zumeßdruckwaage (76, 78) abgegriffen ist.