DE3413866C2 - Hydrostatisches Antriebssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Antriebssysteme, die nach dem load-sensing-Verfahren arbeiten, bei denen aber darüber hinaus durch eine Parallelschaltungsdrossel auch bei Parallelschalten von Verbrauchern, bei denen einer mit einem höheren Druck beaufschlagt wird als der andere, ermöglichen, daß trotz des Druckunterschiedes beide Verbraucher mit der jeweils angesteuerten Geschwindigkeit fahren, sind sehr gut und fortschriftlich. Ein gattungsgemäßes Antriebssystem ist aus der DE 31 46 540 A1 bekannt und mit Ventilen in Sitzbauweise ohne weiteres realisierbar. Die Einführung solcher Systeme in den bisher bekannten Ausgestaltungsformen ist jedoch dort schwierig, wo bei den zu steuernden Geräten aufgrund der bisher verwendeten Technik zur Steuerung Schieberventile, insbesondere Blocksteuergeräte, verwendet werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hydrostatische Antriebssysteme nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzugestalten, daß sie auch in Systemen mit Steuerung durch Schieberventile vorteilhaft angewendet werden können, bzw. anders herum gesehen, ein Schieberventil, insbesondere ein solches eines Blocksteuergerätes, derart weiterzuge­ stalten, daß es zur Verwendung mit einem hydrostatischen Antriebssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 geeignet ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst, durch die sich eine platz­ sparende und kostensparende Anordnung der Parallelschal­ tungsdrossel in dem Schieberkolben des Schieberventiles ergibt. Durch diese Anordnung ist es möglich, das Drossel­ system funktionell über das "load-sensing-System" hinaus zu verbessern, ohne daß wesentliche Mehrkosten entstehen.

In normalen Blocksteuergeräten sind im mittleren Bereich zwei Ringnutkanäle für Umlauf vorgesehen. Bei der Ausge­ staltung gemäß der Erfindung ist es möglich, diese beiden für den Anschluß der Steuerdruckleitung zu verwenden oder mit Rücksicht auf den kleineren Strom in dieser anstatt der beiden Ringnutkanäle, die bisher für Umlaufzwecke vorhanden waren, nur einen kleineren Ringnutkanal vorzu­ sehen. Dadurch wird das Gehäuse billiger als bei den bisher bekannten Blocksteuergeräten.

Darüberhinaus ist durch die Ausgestaltung gemäß der Er­ findung denkbar, daß Blocksteuergeräte in Monoblock-Bauform aufgelöst werden zu Einzelschieberventilen. Dadurch brauchen nur weniger verschiedene Typen auf Vorrat gehalten zu werden und der Einbau kann je nach Bedarf günstiger, z. B. näher am Verbraucher oder näher am Steuergerät erfolgen, und es müssen weniger verschiedene Ersatzteile auf Vorrat gehalten werden.

Wesentlich bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem ist, daß bei dem Schieberventil, wobei in den Schieberkolben des Ventiles ein verschiebbares Bauteil eingebaut ist, dieses Bauteil selbst und die Kanäle, durch die dieses mit Druck beaufschlagt wird bzw. die von diesem gesteuert werden, derart umgestaltet und ange­ ordnet sind, daß dieses Bauteil die Funktion der Parallel­ schaltungsdrossel übernimmt und daß die Meßdrosselstelle ebenfalls im Schieberkolben vorgesehen ist. Darüberhinaus kann das Rückschlagventil entweder unmittelbar als solches ebenfalls im Schieberkolben bzw. insbesondere unmittelbar im Hilfskolben vorgesehen sein bzw. kann die Gesamtanord­ nung, insbesondere bei dem Ausgestaltungsbeispiel gemäß Fig. 5 und 6 derart vorgesehen sein, daß ein Hilfs­ schieber im Schieberkolben aufgrund der Druckbeaufschlagung der Flächen am Hilfskolben ("Kompensator") den Rückfluß verhindert, da bei dem entsprechenden Druckgefälle der Hilfskolben den Rücklauf absperrt. Weiterhin ergeben sich günstige Ausgestaltungsformen dadurch, daß verschiedene Flußwege einerseits für den Steuerdruck und andererseits für den Leistungsstrom, der zum Verbraucher fließen soll und der einen möglichst geringen Widerstand außer dem, der zum Erzeugen eines Meßdruckgefälles an der Meßdrossel­ stelle erforderlich ist, finden soll, geschaffen werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Fig. 1 zeigt einen Schaltplan zum Stand der Technik, von dem beim Anmeldungsgegenstand ausgegangen wird.

Fig. 2 zeigt im Schnitt ein Schieberventil für ein hydrostatisches Antriebssystem gemäß der Erfindung in einer ersten Ausge­ staltungsform.

Fig. 3 zeigt ein Detail zu Fig. 2 in größerem Maßstab.

Fig. 4 zeigt ein Schaltschema zu Fig. 5 und

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch ein Schieberventil in einer anderen Ausgestaltungsform wie die Ausge­ staltungsform gemäß Fig. 2.

Fig. 6 zeigt eine Ausgestaltungsform, die weitgehend der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 5 entspricht, wobei in Fig. 6 auch die inneren Kolben geschnit­ ten dargestellt sind.

Fig. 7 zeigt eine Ausgestaltungsform, bei der die Steuer­ druckringkanäle die am weitesten außen in Richtung zum Schieberende hin angeordneten Kanäle sind.

Von der Brennkraftmaschine 1 wird (vgl. Fig. 1) mittels der Welle 2 die Pumpe 3 angetrieben, von der die beiden Verbraucher 4 und 5 mit Druckmittel beaufschlagt werden sollen, wobei jeder dieser beiden Verbraucher 4 und 5 ein doppelt wirken­ der Zylinder 6 ist, in dem jeweils ein Kolben 7 verschieb­ bar ist und in dem ein großer Druckraum 8 und ein kolben­ stangenseitiger Druckraum 9 gebildet ist. Von der Pumpe 1 geht eine Förderleitung 10 aus, die sich zu zwei Zweig­ leitungen 11 und 12 verzweigt. Jede dieser beiden Zweig­ leitungen 11 und 12 führt zu einem Ventil 13, welches zwei Funktionen hat:

• a) das Ventil 13 wirkt als eine willkürlich einstellbare Meßdrosselstelle
• b) durch das Ventil 13 ist es möglich, wahlweise entweder die Leitung 11 mit der Leitung 17 und die Leitung 18 mit der Leitung 14, die über die Leitung 15 zu einem drucklosen Behälter 16 führt, zu verbinden oder in einer anderen Schaltstellung die Leitung 11 mit der Leitung 18 und die Leitung 17 mit der Leitung 14 zu verbinden oder in einer dritten Schaltstellung die Leitung 11 abzusperren und die beiden Leitungen 17 und 18 mit der Leitung 14 zu verbinden.

Beide Leitungen 17 und 18 führen zu je einer Parallel­ schaltungsdrosselstelle 19, in der jeweils ein Schieber­ kolben 20 gegen die Kraft einer Feder verschiebbar ist, wobei jeweils die Leitung 17 oder 18 im Raum vor der Stirn­ fläche des Schieberkolbens 20 mündet, der durch die Feder gegen einen Kegelsitz gedrückt wird, der den Raum begrenzt, in den die Leitung 17 oder 18 einmündet. Von dem Ringraum um den Schieberkolben 20 herum führt zum Verbraucher eine Leitung weiter, die entweder mit 21 oder mit 22 bezeich­ net ist. An jede dieser Leitungen 21 oder 22 ist eine Zweigleitung 23 angeschlossen, in der ein Rückschlagven­ til 24 angeordnet ist, wobei die beiden Leitungen 23 hinter dem Rückschlagventil 24 an eine Steuerdruckleitung 25 angeschlossen sind. Von dieser Steuerdruckleitung 25 führt jeweils eine Zweigleitung zu dem Raum vor der zweiten Stirnfläche des Schieberkolbens 20, in dem die Druckfeder angeordnet ist.

Bei dem hydrostatischen Antriebssystem gemäß der Erfindung sind die Bauteile 13, 19/20 und 24 mit den zugeordneten Leitungen zu einem Schieber(kolben) 27 zusammengefaßt.

Die Leitungen 21, 22 und 15 führen in eine Ventilgruppe 28, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung von untergeordneter Bedeutung ist und in der Rückschlagven­ tile 29, Rückschlagventile 30 und Druckbegrenzungsven­ tile 31 angeordnet sind, wobei das parallel zur Leitung 22 geschaltete und damit dieser zugeordnete Druckbegrenzungs­ ventil als solches vom Druck in der Leitung 32 gesteuert wird und umgekehrt das der Leitung 21 zugeordnete Druckbe­ grenzungsventil 31 vom Druck in der Leitung 33 gesteuert wird. Diese Druckbegrenzungsventile wirken aber gleich­ zeitig als Rücklaufdrossel, wobei in diesem Falle das der Leitung 22 zugeordnete Druckbegrenzungsventil 31 vom Druck in der Leitung 21 gesteuert wird und umgekehrt, das der Leitung 21 zugeordnete Ventil als Rücklaufdrossel von dem Druck in der Leitung 22 gesteuert wird.

Die Steuerdruckleitung 25 ist an eine Steuerdruckleitung 34 angeschlossen, die über ein Stromregelventil 35 zu dem Behälter 16 führt.

Das Stellglied 36 der Pumpe 3 ist mit einem Stellkolben 37 verbunden, der als Differenzialkolben ausgestaltet ist und in einem Stellzylinder 38 verschiebbar ist, dessen auf die große Fläche des Stellkolbens 37 wirkender Druck­ raum an eine Leitung 39 angeschlossen ist und dessen kolben­ stangenseitiger Druckraum an eine Leitung 40 angeschlossen ist, die über eine Leitung 41 an die Förderleitung 10 angeschlossen ist. Die Leitung 39 ist ausgangsseitig an ein hydraulisch betätigtes Zweistellungs/Dreianschlußven­ til 42 angeschlossen, dessen einer Steuerdruckraum über die Steuerdruckleitung 43, in der eine Drosselstelle 44 angeordnet ist, an die Steuerdruckleitung 34 angeschlos­ sen ist und dessen anderer Steuerdruckraum über die Leitung 45 an die Leitung 40 angeschlossen ist und somit stets mit dem Druck in der Förderleitung 10 beaufschlagt ist. An den dritten Anschluß des Ventiles 42 ist die Ablaß­ leitung 46 angeschlossen, die zu dem Behälter 16 führt. Das Ventil 42 ist zusätzlich federbelastet, so daß das Ventil 42 die Leitung 41 mit der Leitung 39 nur dann ver­ bindet, wenn der Druck in der Steuerdruckleitung 45 um ein bestimmtes Maß größer ist als der Druck in der Steuer­ druckleitung 43.

Das Schieberventil 13, in dem die Meßdrosselstelle gebildet ist, ist mittels der beiden Leitungen 47 und 48 willkür­ lich mit Steuerdruck beaufschlagbar, um dieses Ventil in die Schaltstellung zu verschieben.

Die Wirkungsweise ist folgende: An der Meßdrosselstelle in dem Ventil 13 (vgl. Fig. 1) wird ein Druckgefälle erzeugt, welches einen Druckunterschied zwischen den Drücken in den Leitungen 11 und 25 bzw. 12 und 25 bewirkt, mit der Folge, daß der gleiche Druckunterschied zwischen der Förder­ leitung 10 und der Steuerdruckleitung 34 ansteht. Die eingestellte Weite der Meßdrosselstelle bestimmt also den bei einem bestimmten Strom auftretenden Druckunter­ schied zwischen den Leitungen 10 und 34 und damit den Druckunterschied in den beiden Steuerdruckräumen des Ven­ tiles 42. Ist umgekehrt ein bestimmter Druckunterschied vorgegeben, bestimmt die Weite der Meßdrosselstelle den Strom, bei dem dieser Druckunterschied auftritt. Steigt der Förderdruck in der Leitung 10 bei gleichbleibendem Druck in der Steuerdruckleitung 34 an, weil ein zu großer Strom der Meßdrosselstelle zufließt, verbindet das Ventil 42 die Leitung 41 mit der Leitung 39 mit der Folge, daß Druck­ mittel in den großen Druckraum des Stellzylinders 38 ein­ geleitet wird und damit der Stellkolben 37 nach in der Zeichnung links verschoben wird und damit die Pumpe 3 auf kleineres Fördervolumen pro Umdrehung eingestellt wird. Sinkt umgekehrt der Druck in der Förderleitung 10 infolge eines zu kleinen Förderstromes gegenüber dem Steuer­ druck in der Steuerdruckleitung 34 ab, so verbindet das Ventil 42 die Leitung 39 mit der Leitung 46, so daß der große Druckraum im Stellzylinder 38 entlastet wird und auf diese Weise die Pumpe 3 auf größeres Hubvolumen pro Umdrehung eingestellt wird ("load-sensing-Verfahren"). Die Parallelschaltungsdrosselstelle 19/20 bewirkt, daß in den Leitungen 11 und 12 stets ein Druck ansteht, der für den am höchsten belasteten Verbraucher 4 oder 5 aus­ reicht, während in der Leitung 22 bzw. 21 hinter der Parallel­ schaltungsdrosselstelle 19/20 stets der an dem jeweiligen Verbraucher 4 oder 5 geforderte Druck ansteht. Die Pumpe 3 mit ihren Steuerorganen ist von einem Gehäuse 48 umgeben.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind in dem Steuergerätgehäuse 50 zueinander parallele Bohrungen vorge­ sehen. Ferner sind drei Paare symmetrisch zueinander an­ geordneter Ringnutkanäle 51, 52 und 53 angeordnet, von denen die am weitesten außen liegenden ersten Ringnutkanäle 51 mit dem Behälter 16, der eine der daneben liegenden zweiten Ringnutkanäle 52 mit der Leitung 21 und der andere der zweiten Ringnutkanäle 52 mit der Leitung 22 verbunden ist und die am weitesten zur Mitte hin angeordneten dritten Ringnutkanäle 53 mit der Förderleitung 10 der Pumpe verbunden sind. Darüber hinaus ist ein zentraler Ringraum 54 vorgesehen, der mit der Steuerdruckleitung 34 verbunden ist.

In jeder der zueinander parallelen Längsbohrungen des Gehäuses 50 ist je ein Schieberkolben(Schieber) 57 verschiebbar. Der Raum vor einer der Stirnflächen des Schieberkolbens 57 ist durch die Leitung 47 mit Druck beaufschlagbar und der Raum vor der anderen Stirnfläche ist über die Leitungen 48 mit Druck beaufschlagbar. In dem in der Zeich­ nung unteren Druckraum ist eine Feder 58 mit Federtellern und Anschlägen an einem Stopfen 59 derart verbunden, daß die Feder 48 bei jeder Verschiebung des Schieberkolbens 57 aus der in der Zeichnung dargestellten Neutrallage heraus zusammengedrückt wird. Durch den Stopfen 59 ist eine axiale Bohrung 60 in dem Schieberkolben 57 abgeschlossen und durch den Stopfen 61a ist eine symmetrisch dazu angeord­ nete Bohrung 60 in dem Schieberkolben abgeschlossen. In jeder dieser Bohrungen 60 ist ein Hilfskolben 61 verschieb­ bar, der an seinem Umfang drei Ringnuten 62, 63 und 64 aufweist und gegen eine Feder 65 abgestützt ist.

In dem Schieberkolben 57 sind enge Radialbohrungen 66 und weitere Radialbohrungen 67 angeordnet und zwar in einem Bereich des Schieberkolbens, der bei dessen Neutral­ lage zwischen den zweiten und dritten Ringnutkanälen 52 und 53 liegt.

Diese Radialbohrungen 66 und 67 wirken als Meßdrosselstelle. Wird der Schieberkolben gegenüber dem Gehäuse 50 um ein geringes Maß verschoben, so wird zunächst die Kante der engeren Bohrung 66 über die Kante des Kanals 53 heraus­ treten und bei weiterer Verschiebung des Schieberkol­ bens 57 wird die Bohrung 66 ganz frei gelegt und damit ein größerer Drosselquerschnitt freigegeben, bis auch die weitere Bohrung 67 mit dem dritten Ringnutkanal 53 in Verbindung kommt. In der in der Zeichnung dargestellten Lage liegt die Ringnut 64 des Hilfskolbens 61 vor den inneren Mün­ dungen der Bohrungen 66 und 67. In die Ringnut 64 mündet eine schräge Bohrung 68, die mit einer Mündung 69 in die axiale Bohrung 70 mündet, die in den Raum vor der äußeren, nicht federbelasteten Stirnfläche des Hilfskolbens 61 mündet, so daß dann, wenn in der Ringnut 64 durch die Bohrungen 68 und 70 Druck ansteht, dieser Druck durch die Bohrungen 68 und 70 auch in den Druckraum vor der äußeren Stirnfläche des Hilfskolbens 61 eindringt, so daß dieser Druck den Hilfskolben 61 gegen die Kraft der Feder 65 verschiebt. Bei dieser Verschiebung nimmt der Hilfskolben 61 eine Lage ein, in der die große Ringnut 63 die Bohrungen 67 und 66 mit den Bohrungen 71 im Schieber­ kolben 57 verbindet, wobei bei der Verschiebung des Schie­ berkolbens 57 diese Bohrungen 71 wiederum in den zweiten Ring­ kanal 52 münden und somit für den Leistungsstrom einen Flußweg freigeben, der von der Pumpe 3 über die Förder­ leitung 10, den dritten Ringnutkanal 53, die Bohrung 67, die Ringnut 63, die Bohrung 71 und den zweiten Ringnutkanal 52 und über die Leitung 21 oder die Leitung 22 zum Verbraucher führt. Von der Ringnut 63 geht eine schräge Bohrung 72 aus, die in eine Längsbohrung 73 mündet, in der eine Rückschlag­ ventilkugel 74 angeordnet ist, die durch einen Stift 75 gehindert ist, aus dem weiteren Teil 76 der Bohrung 73, 76 herauszufallen. Durch dieses Bohrungensystem 72, 73, 76 kann also dann, wenn in der Ringnut 63 ein höherer Druck ansteht, sich dieser vor die innere Stirnfläche des Hilfs­ kolbens 61 ausbreiten. Steht jedoch vor dieser Stirnfläche ein höherer Druck an als in der Ringnut 63, so kann infolge der Wirkung der Rückschlagventilkugel 74 kein Rückstrom erfolgen.

Durch zwei Bohrungen 78 und 79 ist der Ringraum 62 mit der inneren, von einer Feder belasteten Stirnfläche des Hilfskolbens 61 verbunden. In diesen Ringraum 62 mündet eine im Schieberkolben 57 angeordnete Bohrung 80, deren äußere Mündung je nach Verschiebelage des Schieberkol­ bens 57 mit dem ersten Ringnutkanal 51 in Verbindung tritt oder in der anderen Verschiebelage von der Wand der Bohrung über­ deckt ist.

In dem Schieberkolben 57 sind weiterhin Radialbohrungen 180 vorgesehen, die in dem Raum vor der inneren, federbelasteten Stirnfläche des Hilfskolbens 61 münden und bei entsprechen­ der Verschiebung des Schieberkolbens 57 diesen Raum vor der inneren Stirnfläche mit dem Ringnutkanal 54 verbinden.

Die als Drosselstelle dienenden Radialbohrungen 66, 67 in dem Schieberkolben 57 entsprechen also der Meßdrossel in dem Ventil 13 gemäß Fig. 1. Die Drosselung des dem Verbraucher zufließenden Stromes an der Kante des Ring­ kanales 63 entspricht der Parallelschaltungsdrossel 19/20 gemäß Fig. 1 und die Rückschlagventilkugel 74 in dem Kanal 73-76 entspricht dem Rückschlagventil 24 gemäß Fig. 1. Alle in der Einheit 27 gemäß Fig. 1 enthaltenen Funktionselemente sind also in dem Schieberkolben 57 im Zusammenhang mit der Bohrung im Gehäuse 50 realisiert.

In Fig. 4 ist ein Schaltschema dargestellt, in dem sämt­ liche Funktionen, die im Schieberkolben 97 vereinigt sind, dargestellt sind. Die Drosselstellen 81 und 82 entstehen an den Kanten der Kanäle am Schieberkolben 97. Das Ven­ til 83 entspricht der Parallelschaltungsdrosselstelle 19, 20. Das Ventil 83 ist realisiert durch den Hilfskolben 61 und die Feder 65.

Das Rückschlagventil 84 entspricht der Rückschlagventil­ kugel 74 in dem Kanal 73-76 bzw. dem Rückschlagventil 24 in Fig. 1 und die Wirkung des Rückschlagventiles 86 wird erzielt durch die Wirkung des Hilfsschiebers 61.

Ein Nachteil dieser Ausgestaltungsform ist dadurch gegeben, daß dann, wenn der Verbraucher 4 bzw. 5 unter Last steht und bei in Neutralstellung stehendem Schieberkolben 57 gehalten werden kann und wenn ein solcher unter Last stehender Verbraucher weiter gegen die Last verschoben, z. B. weiter gehoben werden soll, zuerst der mit dem Verbraucher in Verbindung stehende zweite Ringnutkanal 52 mit der mit der Signalleitung 34 in Verbindung stehende vierte Ringnutkanal 54 verbunden wird, der infolge des Stromregelventiles 35 nicht geschlossen ist mit der Folge, daß der Verbraucher sich langsam absenkt, bevor er die gewünschte Verschiebebewegung unter Last ausführt.

Der Raum vor der der Feder 65 abgewandten Stirnfläche des Hilfskolbens 61 ist durch die Bohrung 70 mit dem Raum, der in Strömungsrichtung hinter den als Meßdrosselstelle wirkenden Bohrungen 66, 67 liegt, verbunden und der Raum vor der Stirnfläche des Hilfskolbens 61, in dem die Druck­ feder 65 liegt, ist auf der Seite des Schieberkolbens 57, auf der dieser bei der gegebenen Verschiebelage die Ringkanalnut 53 mit dem zweiten Ringnutkanal 52 verbindet, mit der vom Steuerdruck beaufschlagten vierten Ringnutkanal 54 verbunden, während dieser Raum vor der Stirnfläche des Hilfskolbens 61 auf der anderen Seite des Schieberkolbens 57, auf der dieser die zweiten und ersten Ringnutkanäle 52 und 51 miteinander verbindet, mit ersten Ringnutkanal 51 verbunden ist.

Da der Druck des Verbrauchers 4 oder 5 auf die von der Druckfeder belastete Stirnfläche des Hilfskolbens 61 wirkt und der Zulaufdruck auf die entgegengesetzte Stirnfläche des Hilfskolbens 61 wirkt, wirkt dieser als Lastabsicherung, die ein ungewolltes Absinken des Verbrauchers 4 oder 5 verhindert. Weiterhin wirkt der Hilfskolben 61 als Parallel­ schaltungsdrosselsteuerglied, welches die Druckdifferenz an der Meßdrosselstelle konstant hält, wenn durch den Druck in der Zulaufleitung zu einem weiteren, parallel geschalteten Verbraucher (z. B. 5 zu 4) höher ist als der des von diesem Ventil 50-57 angesteuerten Verbrauchers, weil der Druck im vierten Ringnutkanal 54 auf die federbe­ lastete Stirnfläche des Hilfskolbens 61 wirkt, der in Strömungsrichtung hinter der Meßdrosselstelle auftretende Druck jedoch auf die entgegengesetzte Stirnfläche des Hilfskolbens 61 wirkt.

Bei der in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausgestaltungsform sollen die geschilderten Nachteile der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 2 vermieden werden. Das Gehäuse 50 ist das Gleiche wie bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 2 mit dem einzigen Unterschied, daß bei dem in Fig. 5 dargestell­ ten Ausführungsbeispiel, nicht aber auch bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel, der vierte Ringnutkanal 54 in zwei Kanäle entsprechend der früher üblichen Ausge­ staltungsform aufgeteilt ist. Das Gehäuse 50 weist jedoch die gleichen Ringnutkanäle 51, 52, 53 und 54 auf und zu­ einander parallele Längsbohrungen, wobei in jeder dieser Längsbohrungen anstelle des bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 2 vorhandenen Schieberkolbens 57 ein Schieber­ kolben(Schieber) 97 verschiebbar ist. In diesem sind wiederum die als Meßdrosselstelle wirkenden Radialbohrungen 66 und 67 angeordnet und zwar wiederum derart, daß sie in Neutral­ stellung des Schieberkolbens 97 sich zwischen den zweiten und dritten Ringnut­ kanälen 52 und 53 befinden. Jedoch ist bei dieser Ausge­ staltungsform gemäß Fig. 5 bzw. Fig. 6 der Hilfskolben in mehrere Teilkolben aufgestellt und die Längsbohrung in dem Schieberkolben 97 weist drei Teile verschiedenen Durchmessers auf und zwar einen äußeren Teil 98, der den größten Durch­ messer aufweist und an einer Kegelfläche 99 in einen engeren Teil 100 übergeht, und den engsten Teil 101. In dem Bohrungsteil 98 ist ein Hilfskolben 102 angeordnet, der gegen eine Feder 103 abgestützt ist und eine Ringnut 104 aufweist, in die Radialbohrungen 105 münden, die mit einer Axial­ bohrung 106 in Verbindung stehen, welche ihrerseits in den äußeren, also federseitigen Raum vor dem Hilfskolben 102 münden. Der Hilfskolben 102 weist eine Kegelfläche 107 auf, die zusammen mit der Kegelfläche 99 ein Sitzventil bildet, das zum Zwecke der Lastabsicherung dient. Der Hilfskolben 102 hat die Wirkung des Rückschlagventiles 30 gemäß Fig. 1. Der Ausgleichskolben 108 hat den gleichen Durchmesser wie der Kolben 109, der in dem engsten Teil 101 der Bohrung verschieb­ bar ist. Zwischen beiden liegt eine Schieberhülse 110, die eine Ringnut 111 aufweist und in der eine Druckausgleichs­ bohrung 181 vorgesehen ist, die den Raum vor der ringförmi­ gen Stirnfläche der Schieberhülse 110 mit dem Raum vor der anderen Stirnfläche dieser Schieberhülse 110 verbindet. Von der Ringnut 111 aus geht eine Radialbohrung 120 in den Raum in der inneren Bohrung der Schieberhülse 110, der durch den in dieser Bohrung verschiebbaren Kolben 108 abgeschlossen ist. Das hat die Folge, daß der Druck hinter der als Meßdrossel­ stelle wirkenden Bohrung 66 bzw. 67 in dem Raum auf die Stirnflächen des Kolbens 108 einerseits und der Innenfläche der Bohrung in der Schieberhülse 110 andererseits wirkt. Diese Kraft wirkt über die Stirnfläche der Schieberhülse 110 auf den Ausgleichskolben 109, der auf seiner der Mitte des Schieberkolbens 97 zugewandten Stirnfläche vom Druck in der Steuerdruckleitung 34 beaufschlagt ist.

An der Kante 121, die mit der Kante der Bohrung 100 zusammen­ wirkt, entsteht eine Drosselwirkung, die der Wirkung der Paral­ lelschaltungsdrosselstelle 19, 20 in Fig. 1 entspricht. Da­ durch, daß in der Leitung 34 und damit auch in den vierten Ringnut­ kanälen 54 jeweils der Druck des Verbrauchers mit dem höchsten Druck ansteht, wirkt auf den Ausgleichskolben 109 an dessen Stirnfläche immer eine Kraft, die bestimmt ist durch den Druck des am höchsten belasteten Verbrauchers. Die dadurch verur­ sachte Kraft wirkt auf die Schieberhülse 110, auf deren bei­ den äußere Stirnflächen infolge des Druckausgleichskanals der gleiche Druck wirkt, bei der jedoch im Innenraum der Druck hinter der Meßdrosselstelle 66, 67 wirkt. Wenn jetzt der Druck in der Steuerdruckleitung infolge der Tatsache, daß ein zu dem Verbraucher, der durch diesen Schieberkolben 97 angesteuert wird, parallel geschalteter Verbraucher höheren Druck auf­ weist, auf die Stirnfläche des Ausgleichskolbens 109 eine größere Kraft wirkt, so drückt diese größere Kraft die Schieberhülse 110 gegen die Kraft der Feder 103.

Wenn in der Förderleitung 10 der Pumpe 3 und damit in dem dritten Ringnutkanal 53 ein niedrigerer Druck herrscht als in der Leitung 22 bzw. 21, die zum Verbraucher führt und an die Ringnutkanal 52 angeschlossen ist (dieser Zustand kann beispielsweise dann entstehen, wenn der Schieber­ kolben 97 in seiner Neutralstellung steht und der Ver­ braucher ein unter Last stehendes Kolben-Zylinder-Aggregat ist, dann lastet über die Bohrung 105, 106 der Druck, der in dem zweiten Ringnutkanal 52, d. h. in der zum Verbraucher führenden Leitung ansteht, auch auf die federseitige Stirn­ fläche des Hilfskolbens 102 und drückt diesen gegen den Ventilsitz 99/107 und führt damit zu einer Abdichtung ("Rückfallsicherung"). Wenn kein parallel geschalteter Verbraucher vorhanden ist oder jeder parallel geschaltete Verbraucher mit einem geringeren Druck beaufschlagt ist als der von diesem Schieberkolben 97 angesteuerte Ver­ braucher, dann fließt aus dem Raum vor der Stirnfläche der Schieberhülse 110 durch die Druckausgleichbohrung in dieser das Druckmittel in den Raum, in dem der Aus­ gleichskolben 109 gegen die Stirnfläche der Schieber­ hülse 110 anliegt und da der Ausgleichskolben 109 in diesem Zustand so weit zurückgedrängt ist, daß er die Radial­ bohrung 123 frei gibt, wird der Druck auf diesem Wege in den vierten Ringnutkanal 54 geleitet und von diesem aus in die Steuerdruckleitung, so daß die Steuerdruckleitung mit dem Druck des durch dieses Ventil angesteuerten Verbrauchers beaufschlagt wird. Die Bohrung 123 ist mit dem vierten Ringnut­ kanal 54 verbunden. Die innere Mündung der Bohrung 123 ist derart angeordnet und der Ausgleichskolben 109 ist derart gestaltet, daß dann, wenn der Druck in der Steuer­ druckleitung 34 und damit in dem vierten Ringnutkanal 54 höher ist als der Druck des angesteuerten Verbrauchers, der Ausgleichskolben 109 die innere Mündung der Bohrung 123 überdeckt und damit verhindert, daß Druckmittel aus dem vierten Ringnutkanal 54 in den Raum vor der Schieberhülse 110 und damit durch den Druckausgleichskanal in diesen weiter­ fließt. Die äußere Mündung der Bohrung 123 ist in dem Schieberkolben 97 derart angeordnet, daß diese Mündung von der Bohrung im Gehäuse 50 überdeckt wird, wenn der Schieberkolben 97 derart verschoben ist, daß auf dieser Seite die Verbindung zwischen dem Verbraucher 4 oder 5 verbundene zweite Ringnutkanal 52 und der mit dem Behälter ver­ bundene erste Ringnutkanal 51 hergestellt ist, mit der Folge, daß auf dieser Seite des Ventiles 50, 97 verhindert ist, daß Druckmittel von dem vierten Ringnutkanal 54 durch die Bohrung 123 auf dem genannten Wege durch die Schieberhülse 110 abfließt.

Bei der als Hohlkolben ausgestalteten Schieber­ hülse 110 ist der Innenraum und damit der Raum vor der äußeren Stirnfläche mit dem Druck in Strömungsrichtung hinter der Meßdrosselstelle verbunden. Der Kolben 109 wird von dem Druck in der Steuerdruckleitung 34 beauf­ schlagt und bewirkt, daß dann, wenn das Druckniveau in der Pumpenförderleitung 10 und der Steuerdruckleitung 34 durch einen zu dem mittels dieses Ventiles 50/97 beauf­ schlagten Verbraucher parallel geschalteten zweiten Ver­ braucher höher als das Druckniveau des angesteuerten Ver­ brauchers ist, die Druckdifferenz an der Meßdrosselstelle konstant gehalten wird. Gleichzeitig sperrt er die Ver­ bindung zwischen Verbraucher und Steuerdruckleitung 34 und vermeidet so die Nachteile der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 2.

Die Nut 125 am äußeren Umfang des Hilfskolbens gemäß Fig. 5 ersetzt die Bohrungen 105-106 bei der Ausgestal­ tungsform gemäß Fig. 6. Bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 7 ist der mit der Pumpe verbundene Kanal 253 der mittlere Kanal und liegen die Kanäle 254, die jeweils mit der Load-Sensing-Steuerdruckleitung verbunden sind, am weitesten außen. Jeder der beiden Kanäle 252 ist über eine Leitung 221 mit einer Seite des Verbrauchers 4 verbunden und jeder der Kanäle 251 ist mit einem drucklosen Behälter verbunden. In der Bohrung ist ein Schieber 297 verschiebbar, der seinerseits zwei Sackbohrungen 298 aufweist, während das Mittelteil 300 des Schiebers 297 massiv, also nicht durch eine Bohrung durchbrochen ist. Beiderseits des Mittel­ teils 300 weist der Schieber am Umfang mehrere Durch­ brechungen 201 auf, die annähernd dreieckförmig gestaltet sind, wie aus der strichpunktierten Darstellung der hinter dem Mittelzapfen 202 liegenden Durchbrechung zu erkennen ist, wobei diese Gestaltung gewählt ist, um die Drossel­ wirkung in Abhängigkeit vom Verschiebeweg zu beeinflussen. Weiterhin sind radiale Durchbrechungen 203 vorgesehen und im äußeren Bereich sind Radialbohrungen 204 vorgesehen.

In der Bohrung 298 ist ein Hilfsschieber 205 verschiebbar, der mit dem Mittelzapfen 202 aus einem Werkstück besteht.

Der Mittelzapfen 202 dient dabei dazu, der Stirnkante 206 des Hilfsschiebers 205 einen vorbestimmten Mindestabstand von dem Mittelteil 300 zu geben.

Der Hilfsschieber 205 weist seinerseits eine Axial­ bohrung 207 auf, in der ein zapfenartiger Fortsatz 208 eines Zusatzschiebers 209 verschiebbar ist. Der Zusatz­ schieber 209 weist einen Teil 210 größten Durchmessers auf, der zusammen mit der Innenwand der Bohrung 298 eine Drossel­ stelle bildet.

Zwischen dem Fortsatz 208 und dem Hilfsschieber 205 ist eine Feder 211 eingespannt und zwischen dem Zusatzkolben 209 und dem Stopfen 212, der die Bohrung 298 abschließt, ist eine Feder 213 eingespannt.

Von dem Innenraum der Bohrung 207 vor der Stirnfläche des Fortsatzes 208 geht eine Radialbohrung 214 aus. Weiterhin ist der Hilfsschieber 205 mit einer Axialbohrung 215 ver­ sehen, die beiderseits in der Stirnfläche mündet. In der Normalsituation herrscht also der Druck, der vor der dem Mittelteil 300 zugewandten Stirnfläche des Hilfsschiebers 205 herrscht, auch auf der ringförmigen Fläche, die den Fort­ satz 208 umgibt. Die Mündung der Bohrung 215 in dieser Stirn­ fläche kann aber verschlossen werden, wenn der Zusatz­ schieber 209 sich soweit in Richtung auf den Hilfsschieber 205 verschiebt, daß die Stirnfläche 216 des Zusatzschiebers 209 sich vor die genannte Mündung der Längsbohrung 215 legt. Dies tritt ein, wenn ein Verbraucher mit höherem Lastdruck parallel geschaltet ist, das heißt Kanal 254 einen höheren Druck wie Kanal 252 aufweist.

Andererseits ist der durch Bohrung 207 und Fortsatz 208 gebildete Innenraum in Arbeitsstellung des Hauptkolbens 297 mit Kanal 252 über die Kanäle 203 und 214 verbunden und sperrt die Verbindung zwischen Kanal 252 und 253 so lange, bis der Druck in Kanal 253 größer wie in Kanal 252 ist. Der Zusatzschieber 209 mit seinem Fortsatz 208 in der Längssackbohrung 207 sperrt in der Neutralstellung die Verbindung zu dem mit dem Verbraucher verbundenen Kanal 252 und gibt diese in der verschobenen Stellung des Schieber­ kolbens 297 frei und wirkt somit gleichzeitig als Rücklauf­ sperrventil.

Claims (11)

1. Hydrostatisches Antriebssystem mit einer einstellbaren Pumpe, deren Einstellorgan mit einem in einem Pumpenstellzylinder verschiebbaren Pumpenstellkolben verbunden ist, dessen Lage von einem Steuerdruck bestimmt ist, wobei das Antriebssystem eine an die Pumpe angeschlossene Förderleitung sowie eine zu einem Behälter führende Rücklaufleitung und Schaltorgane aufweist, wobei an die von der Pumpe ausgehende Förderleitung mehrere Verbraucher über je eine Zweigleitung angeschlossen sind und jeweils mittels eines in jeweils einer Zweig­ leitung angeordneten, willkürlich betätigbaren, als Schieberventil ausgebildeten Schaltorganes mit der Förderleitung verbindbar sind, wobei in jeder Zweigleitung eine einstellbare Parallelschaltungs-Drosselstelle angeordnet ist, wobei das Einstellorgan jeder dieser Parallelschaltungs-Drosselstellen auf der einen Seite von dem Druck in der Förderzweigleitung und auf der anderen Seite von einem Steuerdruck und einer Feder beaufschlagt ist und der Steuerdruck an allen Parallelschaltungs-Drosselstellen gemeinsam gleich ist und zu diesem Zweck die von diesem Steuerdruck beaufschlagte Seite des Einstellorganes der Parallel­ schaltungs-Drosselstellen über eine Steuerdruckzweigleitung an eine gemeinsame Steuerdruckleitung angeschlossen sind, wobei in jeder Steuerdruckzweigleitung ein zur gemeinsamen Steuerdruckleitung hin öffnendes Rückschlagventil angeordnet ist, wobei in der jeweils zu einem Verbraucher führenden Zweigleitung eine einstellbare Meßdrosselstelle angeordnet ist und in Strömungsrichtung hinter dieser Meßdrosselstelle und der Parallelschaltungs-Drosselstelle die Steuerdruck­ zweigleitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schieber (57 bzw. 97 bzw. 297) des Schieberventils ein verschiebbares, durch eine Feder belastetes Bauteil eingebaut ist, das zusammen mit einem Teil des Schiebers die Parallelschaltungs-Drosselstelle bildet, wobei das Schieberventil Ringnutkanäle (51, 52 und 53) aufweist, wobei weiter der mit dem drucklosen Behälter verbundene erste Ringnutkanal (51) am weitesten außen, der mit der Pumpenförderleitung (10) verbundene dritte Ringnutkanal (53) von diesen drei Ringnutkanälen (51, 52 und 53) am weitesten innen und der mit dem Verbraucher (4 bzw. 5) verbundene zweite Ringnutkanal (52) zwischen den ersten und dritten Ringnutkanälen (51 und 53) angeordnet ist und wobei die Meßdrosselstelle als Bohrung (66, 67) im Schieber (57, 97, 297) ausgestaltet und in diesem derart angeordnet ist, daß sie bei Neutralstellung des Schiebers (57 oder 97 oder 297) an dessen äußerem Umfang zwischen dem zweiten Ringnutkanal (52) und dem dritten Ringnutkanal (53) mündet.

2. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein als Hilfskolben (61) ausgebildetes verschiebbares Bauteil und eine derartige Anordnung der Kanäle im Schieber (57), daß die der von der Druckfeder (65) belasteten Seite des Hilfskolbens (61) entgegengesetzte Seite desselben (61) mit dem Raum hinter der als Meßdrosselstelle wirkenden Bohrung (66, 67) verbunden ist und daß auf der Seite des Schiebers (57), auf der dieser (57) die Verbindung zwischen dem dritten Ringnutkanal (53) und dem zweiten Ringnutkanal (52) herstellt, die von der Druckfeder (65) belastete Seite des Hilfskolbens (61) mit einem mit der Steuerdruckleitung (34) verbundenen vierten Ringnutkanal (54) verbunden ist und auf der anderen Seite des Schiebers (57), auf der dieser den zweiten Ringnutkanal (52) mit dem ersten Ringnutkanal (51) verbindet, diese mit der Druckfeder (65) belastete Seite des Hilfskolbens (61) mit dem ersten Ringnutkanal (51) verbunden ist.

3. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Druckfeder (65) belastete Seite des Hilfskolbens (61) zusätzlich über ein Rückschlagventil (74) mit dem zweiten Ringnutkanal (52) verbindbar ist.

4. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlag­ ventil (74) in einer Bohrung (73, 76) des Hilfskolbens (61) angeordnet ist, die in der von der Druckfeder (65) belasteten Stirnfläche des Hilfskolbens (61) mündet.

5. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Hilfskolben (61) eine Ringnut (62) vorgesehen ist, die durch eine Bohrung (78, 79) mit dem Raum vor der von der Druckfeder (65) belasteten Stirnfläche des Hilfskolbens (61) verbunden ist.

6. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schieberkolben (97) eine durchgehende, außen jeweils durch einen Stopfen verschlossene Längsbohrung angeordnet ist, wobei diese Längsbohrung im jeweils äußeren Bereich (98) einen großen Durchmesser, in einem daran anschließenden Zwischenbereich (100) einen mittleren Durchmesser und in einem zentralen Bereich einen engsten Durchmesser (101) aufweist, wobei in dem äußeren Bereich (98) ein Hilfskolben (102) verschiebbar ist, der auf der dem Stopfen (130) zugewandten Seite gegen eine Druckfeder (103), die andererseits gegen den Stopfen (130) abgestützt ist, abgestützt ist, wobei der zwischen dem Hilfskolben (102) und dem Stopfen (130) liegende Raum durch Bohrungen (105, 106) in dem Hilfskolben (102) mit einer Ringnut (104) an diesem verbunden ist und dieser Hilfskolben (102) in seinem Stirnbereich (99) gegen eine Schulter (107) des Schiebers (97) anliegt und wobei weiterhin in dem engsten Bereich (101) ein Ausgleichskolben verschiebbar ist, dessen, der Mitte des Schiebers (97) zugewandte Seite mit einem mit dem Steuerdruck beaufschlagten vierten Ringnutkanal (54) in Verbindung steht und der mit seiner entgegen­ gesetzten Seite gegen das verschiebbare Bauteil des Schiebers (97), das als Schieberhülse (110) ausgebildet ist, anliegt, die in dem Bereich (100) mittleren Durchmessers der Bohrung verschiebbar ist und ihrerseits eine Axialbohrung aufweist, deren Durchmesser gleich ist dem Durchmesser des engsten Bohrungsteiles (101) der Längsbohrung des Schiebers (97), wobei in dieser Bohrung der Schieberhülse (110) ein Kolben (108) verschiebbar ist, der gegen die Stirnseite des Hilfskolbens (102) abgestützt ist.

7. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Schieber (97) mindestens eine Radialbohrung (123) vorgesehen ist, deren innere Mündung im Bereich der Bohrung (101) liegt und derart angeordnet ist, daß sie von dem Ausgleichskolben (109) auf dessen Verschiebeweg abdeckbar ist und dessen äußere Mündung derart angeordnet ist, daß sie je nach Verschiebelage des Schiebers (97) entweder von der Wand der Bohrung abgedeckt ist, in der der Schieber (97) verschiebbar ist, oder mit dem vierten Ringnutkanal (54) in Verbindung tritt.

8. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schieber­ hülse (110) ein Druckausgleichskanal vorgesehen ist, der den Raum vor der Stirnfläche der Schieberhülse (110) mit dem Raum vor der Ringstirnfläche der Schieberhülse (110) verbindet und daß ein weiterer Kanal vorgesehen ist, der den Raum in der Bohrung vor der Stirnfläche des Kolbens (108) mit einer Ringnut (111) der Schieberhülse (110) verbindet, wobei diese Ringnut (111) in der Schieberhülse (110) derart angeordnet ist, daß die als Meßdrossel wirkenden Bohrungen (66 und 67) in diese Ringnut (111) einmünden.

9. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum in der inneren Axialbohrung der Schieberhülse (110) vor der Stirnfläche des in dieser verschiebbaren Kolbens (108) durch Bohrungen in dieser mit einer an dieser vorgesehenen Ringnut (111) verbunden ist, wobei in die Ringnut (111) die als Meßdrosselstelle wirkende Bohrung (66 oder 67) mündet.

10. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Außenseite des Schiebers (97) gerichtete Kante der Schieberhülse (110) mit der Kante der Bohrung (100) in dem Schieber (97) eine veränderliche Drosselstelle bildet.

11. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil in dem Schieber (297) des Schieberventils als Hilfsschieber (205) ausgebildet ist und eine Längssackbohrung (207) aufweist, deren Innenraum in verschobener Stellung des Schiebers (297) mit dem mit dem Verbraucher verbundenen Kanal (252) über Kanäle (203 und 214) verbunden ist, wobei in dieser Längssackbohrung (207) ein Fortsatz (208) eines Zusatzschiebers (209) verschiebbar ist, welcher mit einem Teil seines Umfanges (210) gegenüber der Innenwand der Bohrung (298) in dem Schieber (297) eine Drosselstelle bildet, wobei in Richtung zum Schieberende versetzt hinter jeweils dieser Drosselstelle Radialbohrungen (204) im Schieber (297) angeordnet sind und wobei im Hilfsschieber (205) mindestens eine die Stirnflächen desselben verbindende Bohrung (215) angeordnet ist, deren Mündung in der dem Zusatzschieber (209) zugewandten Ringstirnfläche durch eine Stirnfläche (216) des Zusatzschiebers abdeckbar ist.