EP0279315B1

EP0279315B1 - Hydraulische Steuervorrichtung

Info

Publication number: EP0279315B1
Application number: EP88101810A
Authority: EP
Inventors: Martin Dipl.-Ing.(Eth) Heusser
Original assignee: Heilmeier and Weinlein Fabrik fuer Oel Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: Heilmeier and Weinlein Fabrik fuer Oel Hydraulik GmbH and Co KG
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1988-02-08
Publication date: 1991-10-09
Anticipated expiration: 2008-02-08
Also published as: GR3003518T3; FI880600A0; DE3705170C1; ATE68243T1; ES2026213T3; FI89298B; FI880600A; JP2744004B2; DE3865313D1; EP0279315A2; JPS63225701A; US4811649A; FI89298C; EP0279315A3

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine solche Steuervorrichtung wird bereits in der DE-A-3536 218 mit älterem Zeitrang vorgeschlagen. Der zum Halten des Lastdrucks in der Steuerkammer durch den Lastdruck in der Sperrstellung gehaltene Regelkolben benötigt zur Abdichtung eine genaue Passung und eine große Abdichtlänge sowie eine große positive Überdeckung, um auch den Lastdruck stromab der Meßblende ohne Leckverlust zu halten. Die Druckwaage hat in der Nullstellung eine Wegefunktion, weil die Steuerkammer, in der das andere Kolbenende liegt, durch zusätzliche Ventileinrichtungen druckentlastet wird. Obwohl bei dieser vorgeschlagenen Steuervorrichtung der Schaltruck weitgehend eliminiert wird, ist der steuerungstechnische und fertigungstechnische Aufwand hierfür unvertretbar groß. In der Praxis zeigt sich jedoch, daß zwar der Schaltruck beim Umschalten nicht mehr in der Stärke auftritt, wie dies bei älteren Steuervorrichtungen, z.B. gemäß der DE-A-3233 046 stets der Fall war, daß er unter ungünstigen Verhältnissen und aufgrund der großen positiven Überdeckung des Regelkolbens immer noch spürbar ist, u.a. auch weil die Druckwaage konstruktionsbedingt den Lastdruck nicht halten kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit technisch geringem Aufwand ein Schaltruck zuverlässig vermieden wird.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei dieser Ausbildung wird der Lastdruck in der Nullstellung der Steuervorrichtung einerseits vom Sperrglied aufgenommen und von der Druckwaage ferngehalten und andererseits vom Sitzventil in der Steuerkammer, das in der Haltestellung des Regelkolbens auch bei üblichen Passungen und kurzer Führungslänge des Regelkolbens einwandfrei abdichtet. Bei der Regelblende ist - wenn überhaupt - keine übertriebene positive Überdeckung notwendig, weil der Lastdruck dort nicht ansteht. Es resultiert daraus ein kompakter einfacher Aufbau der Druckwaage bei zweckmäßig leichtgängigem Regelkolben mit kurzem Regelhub. Der Mehraufwand für das Sitzventil der Steuerkammer ist vernachlässigbar.
Bei dieser Lösung wird erreicht, daß bei Aufgabe der Nullstellung, z.B. zum Senken eines Hubzylinders, zum Öffnen der Regelblende ein sehr kleiner Hub des Regelkolbens ausreicht, bei dem auch das bis dahin lasthaltende Sitzventil öffnet und auf das weitere Regelspiel des Regelkolbens keinen Einfluß mehr nimmt. Der Schaltruck bleibt auch deswegen aus, weil der Regelkolben in der Nullstellung in der Absperrstellung bleibt, so daß kein Volumen gebraucht wird, um ihn erst (z.B. über einen 10mm-Hub) in die Absperrstellung zu drücken.
Es ist zwar aus einem Prospekt RD 09 506 der Firma Rexroth AG, bekannt, das Anfahrverhalten in einer Steuervorrichtung mit einer Druckwaage dadurch zu verbessern, daß ein Regelkolbenende unmittelbar durch den Pumpendruck beaufschlagt und damit die Regelblende von außen in der Sperrstellung gehalten wird. Jedoch arbeitet der Regelkolben mit der Gehäusebohrung nur als Schieber zusammen und ist ferner die Steuervorrichtung so nur für einen doppelseitig beaufschlagbaren Hydromotor brauchbar, was bedeutet, daß für jede Bewegungsrichtung des Hydromotors und auch in der Nullstellung die Pumpe eingeschaltet sein muß, d.h. insbesondere auch für das Senken unter Last.
Eine zweckmäßige Ausführungsform geht aus Anspruch 2 hervor. Damit der Lastdruck von der leckagebehafteten Regelblende der Druckwaage ferngehalten wird, braucht nur die Meßblende in ihrer Absperrstellung dicht zu sein, z.B. indem sie mit einer Sitz-Ventil-Funktion versehen wird. Die Steuervorrichtung besteht nur aus wenigen Komponenten.
Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 3 kann eine übliche Meßblendenkonstruktion benutzt werden, weil der Lastdruck in der Nullstellung von den Sitzventilen in der Ablaßleitung und in der Steuerkammer aufgenommen wird und der Regelkolben leckverlustfrei seine Absperrstellung beibehält.
Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht aus Anspruch 4 hervor. Hierbei werden die gegebenen konstruktiven Voraussetzungen der Druckwaage zur Ausbildung des Sitzventils zwischen dem Regelkolbenende und dem Ventilsitz benutzt. Es bedeutet fertigungstechnisch keinen nennenswerten Aufwand, das Regelkolbenende mit der kegeligen Verdickung auszubilden und im Mündungsbereich der Gehäusebohrung in der Steuerkammer einen Ventilsitz vorzusehen. Gegebenenfalls wird der Ventilsitz durch einen Einsatz, z.B. eine über die ganze Regelkolbenlänge durchgehende, gehärtete Büchse mit kegelig angeschliffenem Ende, gebildet, und wird die kegelige Verdickung, falls sie nicht einstückig mit dem Regelkolben ausgebildet wird, am Regelkolben angesetzt. Druckmittel kann in der Nullstellung aus der Steuerkammer nicht zur Gehäusebohrung durchlecken.
Wichtig ist ferner die Ausführungsform von Anspruch 5, weil mit dem Zweistellungs-Umschaltventil erreicht wird, daß der Durchströmwiderstand des Sitzventils nicht in den Regelkreis eingeht, d.h. daß die Druckwaage mit einer kleinen Druckdifferenz feinfühlig ansprechend ausgelegt werden kann, obwohl das Sitzventil, das zweckmäßigerweise nur klein bauend ist, eine Druckdifferenz besitzt, die ein Mehrfaches der Druckdifferenz der Druckwaage sein kann. Das Umschaltventil führt nämlich das Druckmittel aus der Steuerkammer, in der der Lastdruck gehalten wird, unter Umgehung des Sitzventiles zur anderen Steuerkammer, sobald es umgeschaltet wird. Dazu dient auch die weitere Steuerleitung, die das Sitzventil umgeht. Ohne das Umschaltventil müßte beispielsweise die Regelfeder der Druckwaage stärker ausgelegt werden.
Zweckmäßig ist ferner die Ausführungsform gemäß Anspruch 6, weil das Sitzventil unter der Wirkung der Federkraft seine Absperrstellung selbsttätig einnimmt, wenn die Steuervorrichtung in die Nullstellung gebracht wird.
Ein feinfühliges Ansprechen und eine einfache Handhabung werden bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 7 erreicht, wobei ein modernes kleines Sitzventil preiswert ist und mit einem kleinen und preiswerten Magneten auskommt.
Günstig ist ferner das Merkmal von Anspruch 8, weil das Umschaltventil unter der Wirkung der Federkraft selbsttätig seine erste Durchgangsstellung einnimmt, in der die druckübertragende Verbindung von der Steuerkammer zur der Meßblende abgewandten Seite des Sitzventils offen ist und der Lastdruck von der Meßblende ferngehalten wird und direkt am Regelkolbenende ansteht und den Regelkolben in seiner Haltestellung hält.
Wichtig ist auch der Gedanke von Anspruch 9, weil ein magnetbetätigtes Umschaltventil, das klein bauend ausgelegt sein kann, preiswert und ansprechsicher ist.
Vorteilhaft ist ferner der Gedanke von Anspruch 10, weil durch die Kopplung der Verstelleinrichtungen sichergestellt ist, daß das Absperrglied bzw. Sitzventil und das Umschaltventil jeweils gleichzeitig ihre Stellungen ändern, wenn die Steuervorrichtung umgeschaltet wird.
Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform geht aus Anspruch 11 hervor. In der Versorgungsleitung wird nur dann Druck eingespeist, wenn der Hydromotor gegen die Last zu bewegen ist, wobei die Meßblende mit der Druckwaage soviel Druckmittel in den Tank abfließen lassen, daß die an der Meßblende eingestellte Bewegungsgeschwindigkeit des Hydromotors unabhängig von der Last eingehalten wird. Sofern ein Sitzventil vorgesehen ist, befindet sich dies in seiner Durchgangsstellung, damit der Überschuß an Druckmittel, der entweder durch die Druckwaage oder durch eine dafür zusätzlich vorgesehene Steuervorrichtung (z.B. ein weiterer Stromregler) nicht in den Tank abströmt, dem Hydromotor zugeführt wird. Ist ein Umschaltventil vorgesehen, so befindet sich dies bei Verwendung der Druckwaage zur Steuerung in beiden Richtungen zusammen mit dem Sitzventil in einer Stellung, in der eine druckübertragende Verbindung von der dem Sitzventil zugewandten Seite der Meßblende zur Steuerkammer besteht, damit der Regelkolben an beiden Kolbenenden von den Drücken stromauf und stromab zur Meßblende beaufschlagt wird und das jeweils an der Meßblende eingestellte Druckgefälle einregelt. Ist hingegen ein gesonderter Stromregler für die Steuerung bei beaufschlagter Versorgungsleitung vorgesehen, so bleibt die Druckwaage in der Absperrstellung.
Eine weitere, alternative Ausführungsform geht schließlich aus Anspruch 12 hervor. Hierbei wird aus der Versorgungsleitung wenigstens ein weiterer Hydromotor mit Druckmittel versorgt, wobei für die Bewegungssteuerung dieses weiteren Hydromotors die gleiche Meßblende und Druckwaage verwendet wird, wie für den ersten Hydromotor. Der jeweils nicht angesteuerte Hydromotor wird durch sein Sitzventil von der Versorgungsleitung abgetrennt. Das Umschaltventil sorgt trotzdem dafür, daß der Regelkolben der Druckwaage an beiden Kolbenenden mit den stromauf und stromab zur Meßblende herrschenden Drücken beaufschlagt wird und die an der Meßblende eingestellte Druckdifferenz unabhängig vom Lastdruck oder Versorgungsdruckschwankungen hält. An die Versorgungsleitung können auch weitere Verbraucher angeschlossen werden, die jeweils für sich über die Meßblende und die Druckwaage ansteuerbar sind. An die Steuerkammer wird entweder nur der Lastdruck des am stärksten belasteten Hydromotors übertragen oder es ist dafür gesorgt, daß bei Lastdrucksteuerleitungen zu jedem Hydromotor diejenigen abgesperrt werden, die gerade niedrigere Lastdrücke aufweisen.
Anhand der Zeichnung werden nachstehend Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1: in schematischer Darstellung eine hydraulische Steuervorrichtung für einen einseitig gegen eine Last beaufschlagbaren Hydromotor,
Fig. 2: eine abgeänderte Ausführungsform und
Fig. 3: eine weitere Ausführungsform für entweder einen Hydromotor oder für mehrere Hydromotoren.

Aus Fig. 1 ist ein hydraulischer Steuerkreis mit einer hydraulischen Steuervorrichtung 1 für einen einseitig gegen eine Last beaufschlagbaren Hydromotor 2 erkennbar. Es handelt sich dabei beispielsweise um eine Hubsteuervorrichtung für den Hubkolben eines Hubstaplers oder einer Ladebordwand.
Der Hydromotor 2 ist ein Zylinder 3, in dem ein Kolben 4 unter einer Last 5, z.B. das Gewicht der Hubgabelhalterung eines Hubstaplers, verschiebbar oder hydraulisch blockierbar ist. Zum Verschieben des Kolbens 4 gegen die Last 5 ist an den Zylinder 3 eine aus einer Druckquelle 6, z.B. einer zuschaltbaren Hydraulikpumpe, gespeiste Versorgungsleitung 7 über ein Rückschlagventil 8 angeschlossen.
Die Versorgungsleitung 7 kreuzt eine Ablaßleitung 32 vom Zylinder 3 zu einem Tank 37. In der Ablaßleitung 32 ist eine Meßblende 9 mit einem verstellbaren Meßblendenglied 10 angeordnet, die ein in eine lasthaltende Absperrstellung bringbares Absperrglied A ist. Zur Verstellung dient eine Stellbetätigung 11, im vorliegenden Fall ein Stellmagnet bzw. Proportionalmagnet.
Stromab der Meßblende 9 ist in die Ablaßleitung 32 ein Gehäuse 13 einer Druckwaage 12 eingesetzt, die eine Regelblende 14 enthält, die in üblicher Weise die an der Meßblende 9 eingestellte Druckdifferenz und damit die Geschwindigkeit des Kolbens 4 einregelt. In einer Gehäusebohrung 29 ist eine Ringkammer 15 mit einer Steuerkante 16 vorgesehen. Ein in der Gehäusebohrung 29 verschiebbar geführter Regelkolben 17 besitzt zwei über eine Kolbenstange 20 und eine Eindrehung 19 miteinander verbundene Kolbenteile 22 und 21. Eine Seite des Kolbenteils 21 bildet eine Steuerkante 18, die mit der Steuerkante 16 blendenartig zusammenarbeitet, wenn der Regelkolben 17 sein Arbeitsspiel ausführt.
Das in Fig. 1 linke Kolbenende 23 des Regelkolbens 17 liegt in einer Steuerkammer 30 am linken Ende der Gehäusebohrung 20. Die Steuerkammer 30 enthält eine Regelfeder 35 und steht über einen Kanal 34 mit einem an die Ablaßleitung 32 stromab der Meßblende 9 angeschlossenen Kanal 33 zum mittleren Teil der Gehäusebohrung 29 in Verbindung. Der Kanal 33 könnte auch weggelassen werden, wenn das Kolbenende 23 gleichzeitig die Steuerkante 18 bildet. Dann würde Druckmittel direkt aus der Steuerkammer 30 über die Regelblende 14 abströmen.
Das rechte Kolbenende 24 des Regelkolbens 17 befindet sich in einer Steuerkammer 31 am rechten Ende der Gehäusebohrung 29, deren Innendurchmesser hier größer ist, als der Innendurchmesser der Gehäusebohrung 29. Die Steuerkammer 31 steht über einen Kanal 39 mit einer Steuerleitung 40 in Verbindung, in der eine Drossel 41 angeordnet ist. Die Steuerleitung 40 ist an die Ablaßleitung 32 zwischen der Meßblende 9 und dem Hydromotor 2 angeschlossen und führt den an der linken Seite des Kolbens 4 herrschenden Lastdruck in die Steuerkammer 31.
Das rechte Kolbenende 24 ist als Schließelement 25 mit einer kegelförmigen Verdickung 26 ausgebildet. Dem Schließelement 25 ist im Mündungsbereich der Gehäusebohrung 29 in die Steuerkammer 31 ein Ventilsitz 27 zugeordnet, der im vorliegenden Fall an einem Einsatz 28 im Gehäuse 13 angebracht ist. Der Einsatz 28 könnte auch eine durchgehende gehärtete Hülse mit angeschliffenem Ventilsitz sein. Von der Ringkammer 15 führt ein Kanal 36 zu einer Tankleitung 38.
Die Steuervorrichtung 1 gemäß Fig. 1 befindet sich in der Nullstellung. Die Druckquelle 6 ist abgeschaltet. Der durch die Last 5 hervorgerufene Druck an der linken Seite des Kolbens 4 wird vom Rückschlagventil 8, ferner vom in der lasthaltenden Absperrstellung stehenden Sperrglied A, d.h. der Meßblende 9 und schließlich vom mit dem Ventilsitz 27 nach Art eines Sitzventils zusammenarbeitenden Schließelement 25 gehalten. Das Druckmittel stromab der Meßblende 9 ist über die geschlossene Regelblende 14 entspannt (konstruktiv bedingte Leckverluste). Dadurch kann der Regelkolben 17 seine Absperrstellung nicht mehr aufgeben.
Soll der Kolben 4 gegen die Last 5 bewegt werden, so wird die Druckquelle 6 aktiviert. Sofern für diese Bewegungsrichtung nicht eine gesonderte Steuervorrichtung, z.B. zwischen Pumpe 6 und Rückschlagventil 7, vorgesehen ist, wird die Meßblende 9 durch den Magneten 11 in eine Offenstellung verstellt, die der gewünschten Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 4 entspricht. Sie verliert ihre Funktion des Sperrgliedes A. Die Steuerkammer 30 wird mit Druck beaufschlagt, bis der Regelkolben 17 nach rechts fährt und soviel Druckmittel über die Regelblende 16, 18 läßt, daß der Kolben 4 nur mit der eingestellten Geschwindigkeit nach rechts verfährt, und zwar unabhängig von der Größe oder von Änderungen der Last 5. Ein Schaltruck wird dabei vermieden, weil das Rückschlagventil 8 erst dann öffnet, wenn in der Versorgungsleitung 7 mindestens der gleiche Druck aufgebaut ist, wie er auch in der Steuerkammer 31 herrscht, und weil Druckmittel zum Verstellen des Regelkolbens 17 von der Druckquelle 6 kommt.
Soll der Kolben 4 - ausgehend von der Nullstellung -unter der Last 5 in Fig. 1 nach links verschoben werden, so wird die Druckquelle 6 nicht aktiviert. Vielmehr wird die Meßblende 9 in eine Stellung verstellt, die der gewünschten Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 4 entspricht. Die Meßblende 9 gibt damit ihre Funktion als Sperrglied A auf. Unter dem Lastdruck stehendes Druckmittel wird aus der Steuerkammer 31 über die Steuerleitung 40, den Kanal 33 und den Kanal 34 in die Steuerkammer 30 verlagert; die Regelblende 14 öffnet. Da keine nennenswerte positive Überdeckung zwischen den Steuerkanten 18, 16 gebraucht wird, weil der Lastdruck am Sperrglied A anstand, wird für Aufsteuern der Regelblende 14 kein spürbares Volumen benötigt. Da die Regelfeder 35 zusätzlich wirksam ist, verschiebt sich der Regelkolben 17 nach rechts, wobei das Volumen, das durch die Verschiebung des Regelkolbens 17 nach rechts aus der Steuerkammer 31 verdrängt wird, der Steuerkammer 30 zugeführt wird. Es unterbleibt aus diesem Grund ein Schaltruck.
Da es in der Praxis schwierig ist, die Meßblende 9 gemäß Fig. 1 so auszubilden, daß sie in der Absperrstellung als Sperrglied A arbeitet, ist bei der Ausführungsform von Fig. 2 dem Hydromotor 2 stromauf der Meßblende 9 ein Sitzventil 42 zugeordnet, das unter der Kraft einer Feder 43 seine Absperrstellung selbsttätig einnimmt und durch ein Betätigungsglied 44, z.B. einen Schaltmagneten, in eine Durchgangsstellung verstellbar ist. Das Sitzventil 42 bildet in der Absperrstellung das Sperrglied Aʹ. Die Steuerleitung 40 ist an die Ablaßleitung 32 zwischen dem Sitzventil 42 und dem Hydromotor 2 angeschlossen. In der Nullstellung der Steuervorrichtung 1ʹ, deren Druckwaage 12 der von Fig. 1 entspricht, wird der Lastdruck des Hydromotors 2 somit vom Sitzventil 42 und vom Schließelement 25 auf dem Ventilsitz 27 aufgenommen. Die Meßblende 9 kann demzufolge in der Nullstellung ohne weiteres offenbleiben. Dies bedeutet auch, daß, z.B. für eine Ladebordwandsteuerung mit konstanter Bewegungsgeschwindigkeit des Hydromotors 2, eine festeingestellte Meßblende 9 verwendet werden kann.
Zum Bewegen des Hydromotors 2 gegen die Last werden in der Nullstellung zunächst die Druckquelle 6 aktiviert und das Sitzventil 42 in seine Durchgangsstellung geschaltet. Danach wird in Abhängigkeit von der Einstellung der Meßblende 9 der Kolben des Hydromotors 2 gegen die Last bewegt. Das Druckmittel aus der Steuerkammer 31 wird unter dem Lastdruck mit dem Volumen in die Steuerkammer 30 verlagert, das der Regelkolben 17 verdrängt. Ein Schaltruck tritt nicht auf. Ist eine separate Steuervorrichtung für diese Bewegungsrichtung verwendet (z.B. zwischen der Druckquelle 6 und dem Rückschlagventil 7), dann wird die Meßblende 9 in der Absperrstellung gehalten. Die Druckwaage 12 arbeitet nicht.
Soll der Kolben H des Hydromotors 2 unter der Last bewegt werden, so wird die Druckquelle 6 nicht aktiviert, sondern das Sitzventil 42 in seine Durchgangsstellung geschaltet. In Abhängigkeit von der Einstellung der Meßblende 9 wird entsprechend der Bewegung des Regelkolbens 17 nach rechts Druckmittel unter dem Lastdruck aus der Steuerkammer 31 in die Steuerkammer 30 nach links verdrängt. Ein Schaltruck unterbleibt daher.
Bei der Ausführungsform der Steuervorrichtung 1ʺ gemäß dem mittleren Teil von Fig. 3 wird wieder die gleiche Druckwaage 12 verwendet, wie bei der Ausführungsform der Figuren 1 und 2. Die Meßblende 9 kann verstellbar oder festeingestellt sein. Zusätzlich ist in der Steuervorrichtung 1ʺ gemäß Fig. 3 ein Zweistellungs-Umschaltventil 45 in der Steuerleitung 40 vorgesehen, die an die Ablaßleitung 32 zwischen dem Sitzventil 42 und dem Hydromotor 2 angeschlossen ist und demzufolge stets den Lastdruck führt. Die Steuerleitung 40 besitzt zwei Teile 40a und 40b, zwischen denen sich das Umschaltventil 45 befindet. Ferner ist eine zweite Steuerleitung 48 vorgesehen, die an die Ablaßleitung 32 zwischen der Meßblende 9 und dem Sitzventil 42 angeschlossen ist und ebenfalls zum Umschaltventil 45 führt. Das Umschaltventil 45 wird durch eine Feder 46 in eine erste Durchgangsstellung gebracht, in der die beiden Teile 40a und 40b der Steuerleitung miteinander verbunden sind und die zweite Steuerleitung 48 abgetrennt ist. Am Umschaltventil ist eine Betätigungseinrichtung 47, z.B. ein Schaltmagnet, vorgesehen, mit der das Umschaltventil 45 in eine zweite Durchgangsstellung bringbar ist, in der eine druckübertragende Verbindung zwischen dem Teil 40b der Steuerleitung 40 und der zweiten Steuerleitung 48 hergestellt ist, während der erste Teil 40a vom Teil 40b getrennt ist. Die Betätigungseinrichtungen des Sitzventils 42 und des Umschaltventils 45 können gegebenenfalls durch eine Kopplung 49 miteinander verbunden sein, so daß sie stets gleichsinnig betätigt werden.
Mit dem Umschaltventil 45 und der zweiten Steuerleitung 48 wird erreicht, daß der Durchströmwiderstand des Sitzventils 42 nicht in den Regelkreis der Steuervorrichtung 1ʺ eingeht, sondern daß in der Durchgangsstellung des Sitzventils in der Steuerkammer 31 der Druck herrscht, der zwischen der Meßblende 9 und dem Sitzventil 42 in der Ablaßleitung 32 herrscht.
Soll der Hydromotor 2 gegen die Last bewegt werden, so werden zunächst die Druckquelle 6 aktiviert und die Meßblende 9 für die gewünschte Bewegungsgeschwindigkeit eingestellt. Der Regelkolben befindet sich in seiner Absperrstellung, in der er durch den Lastdruck aus der offenen Steuerleitung 40 gehalten wird. Danach werden das Sitzventil 42 und gleichzeitig über die Kopplung 49 auch das Umschaltventil 45 umgestellt, so daß das Sitzventil 42 seine Durchgangsstellung und das Umschaltventil 45 seine zweite Durchgangsstellung einnehmen, in der der Teil 40b der Steuerleitung 40 mit der zweiten Steuerleitung 48 verbunden und der Teil 40a der Steuerleitung 40 abgetrennt sind. Kurz vor Erreichen des Lastdrucks in der Steuerkammer 30 wird der Regelkolben nach rechts verstellt, so daß die Regelblende allmählich zu öffnen beginnt. Das Volumen, das bei dieser Verstellung des Regelkolbens in der Steuerkammer 31 verdrängt wird, wird über den Teil 40b, das Umschaltventil 45, die Steuerleitung 48 und die Ablaßleitung 32 der Steuerkammer 30 zugeführt, so daß ein Schaltruck zuverlässig unterbleibt. Ist für diese Bewegungsrichtung eine getrennte Steuervorrichtung (z.B. ein Stromregler) vorgesehen, dann arbeitet die Druckwaage 12 nicht. Der jeweilige Lastdruck wird in der Nullstellung gehalten.
Zum Bewegen des Hydromotors 2 unter der Last werden -ausgehend von der Nullstellung - das Sitzventil 42 in die Durchgangsstellung und das Umschaltventil 45 in seine zweite Durchgangsstellung verstellt, damit die Steuerkammern 30, 31 mit den Drücken stromauf und stromab der Meßblende 9 beaufschlagt sind und der Strömungswiderstand des Sitzventils 42 nicht in das Regelverhalten eingeht. Der Einstellung der Meßblende 9 entsprechend wird die Regelblende 14 aufgesteuert. Das der Bewegung des Regelkolbens 17 entsprechende Druckmittelvolumen wird aus der Steuerkammer 31 in die Steuerkammer 30 verdrängt. Ein Schaltruck unterbleibt.
Soll erneut die Nullstellung aufgesucht werden, so wird das Sitzventil 42 zusammen mit dem Umschaltventil 45 umgeschaltet. Der Lastdruck wird wieder vom Sitzventil 42 und vom Sitzventil zwischen dem Schließelement 25 und dem Ventilsitz 27 gehalten. Die zweite Steuerleitung 48 ist abgetrennt. Die Steuerkammer 30 ist über die Regelblende 14 entlastet.
Wie Fig. 3 andeutet, kann die Steuervorrichtung 1ʺ durch Hinzunahme wenigstens eines weiteren Hydromotors 2ʹ zu einer Steuervorrichtung 1 "' erweitert werden, mit der es möglich ist, mehrere Hydromotoren 2, 2ʹ mit der gemeinsamen Meßblende 9 und der gemeinsamen Druckwaage 12 sowie dem gemeinsamen Umschaltventil 45 lastdruckunabhängig zu steuern. Der weitere Hydromotor 2ʹ ist über seine Ablaßleitung 32ʹ an die Versorgungsleitung 7 angeschlossen. In der Ablaßleitung 32ʹ ist ein dem Sitzventil 32 entsprechendes Sitzventil 42ʹ angeordnet, das in der Absperrstellung den Lastdruck des Hydromotors 2ʹ hält und in seiner Durchgangsstellung das Ablassen bzw. Zuführen des Druckmittels gestattet. Eine dem Teil 40a der Steuerleitung 40 entsprechende Steuerleitung 40aʹ kann von der Ablaßleitung 32ʹ zwischen dem Sitzventil 42ʹ und dem Hydromotor 2ʹ zum Steuerleitungsteil 40a und somit zum Umschaltventil 45 führen. Zweckmäßigerweise sind in den Steuerleitungsteilen 40a und 40aʹ Rückschlagventile 51, 52 vorgesehen. Strichpunktiert angedeutete Schnittstellen 50 zeigen, wo und wie der bzw. die weiteren Hydromotoren 2ʹ angeschlossen sind. Hat der Hydromotor 2 den höchsten Lastdruck, so kann der Steuerleitungsteil 40aʹ weggelassen werden.
Zweckmäßigerweise werden die Hydromotoren 2, 2ʹ einzeln angesteuert, d.h. sobald sich ein Hydromotor bewegt, bleibt der andere in seiner lasthaltenden Stellung.
Der besondere Vorteil der einzelnen Ausführungsformen der Steuervorrichtung 1, 1ʺ, 1"' liegt darin, daß beim Umschalten der Steuervorrichtung aus der Nullstellung in eine Stellung zum Bewegen des Hydromotors unter der Last ein Schaltruck unterbleibt, weil das zwischen dem Schließelement 25 und dem Ventilsitz 27 gebildete Sitzventil in der Druckwaage praktisch leckagefrei arbeitet, so daß auch über längere Stillstandszeiten kein Druckmittel verlorengeht, sondern zum Bewegungsbeginn von dem unter dem Lastdruck stehenden Druckmittel in der Steuerkammer mit dem Sitzventil genau das Volumen entnommen und in die andere Steuerkammer überführt wird, das zu einer Aufsteuerung der Regelblende ohne den unerwünschten Schaltruck benötigt wird. Dieses Volumen wird sozusagen in einem in die Steuervorrichtung integrierten Druckspeicher zum Abruf bereitgehalten, ohne daß die Druckquelle dazu beizutragen hätte.

Claims

Hydraulische Steuervorrichtung (1, 1', 1", 1'"), insbesondere Hubsteuervorrichtung für wenigstens einen einseitig gegen eine Last (5) beaufschlagbaren, im Stillstand die Last haltenden und unter der Last in beiden Richtungen bewegbaren Hydromotor (2, 2'), mit einem Zweiwege-Stromregler in einer Ablaßleitung (32) zum Tank (37), wobei der Stromregler eine Meßblende (9) und eine Druckwaage (12) mit einer Regelblende (14) aufweist, die von einem in einer Gehäusebohrung (29) zwischen einer Durchgangsstellung und einer Haltestellung bewegbaren Regelkolben (17) gesteuert wird, dessen Kolbenenden (23, 24) in zwei Steuerkammern (31, 30) angeordnet sind, von denen die das in Richtung auf die Durchgangsstellung des Regelkolbens beaufschlagbare Kolbenende (23) enthaltende Steuerkammer (30) vom Druck stromab der Meßblende (9) und die das in Richtung auf die Haltestellung des Regelkolbens beaufschlagbare Kolbenende enthaltende Steuerkammer (31) vom Druck stromauf der Meßblende (9) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß am vom Druck stromauf der Meßblende (9) beaufschlagbaren Kolbenende (24) des Regelkolbens (17) ein Schließelement (25) vorgesehen ist, daß dem Schließelement (25) in der Steuerkammer (31) ein Ventilsitz (27) zugeordnet ist, daß das Schließelement (25) in der Haltestellung des Regelkolbens (17) mit dem Ventilsitz (27) nach Art eines Sitzventils abdichtend zusammenarbeitet, und daß in der Ablaßleitung (32) ein in eine lastdruckhaltende Absperrstellung verstellbares Absperrglied (A, A') vorgesehen ist.
Hydraulische Steuervorrichtung (1, 1', 1", 1"') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrglied (A) die in eine dichtende Absperrstellung bringbare Meßblende (9) ist.
Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrglied (A') ein stromauf der Meßblende (9) angeordnetes Sitzventil (42, 42ʹ) ist, und daß die Steuerkammer (31) an die Ablaßleitung (32) an der der Meßblende (9) abgewandten Seite des Sitzventils (42, 42') angeschlossen ist.
Hydraulische Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkammer (31) einen gegenüber der Gehäusebohrung (29) größeren Innendurchmesser aufweist, daß der Ventilsitz (27) im Mündungsbereich der Gehäusebohrung (29) in der Steuerkammer (31) angeordnet und kegelförmig ausgebildet ist, und daß das Schließelement (25) durch eine kegelige Verdickung (26) am Regelkolbenende (24) gebildet wird.
Hydraulische Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Steuerleitung (40), mit der der an der der Meßblende (9) abgewandten Seite des Sitzventils (42) herrschende Druck in die Steuerkammer (31) übertragbar ist, ein Zweistellungs-Umschaltventil (45) vorgesehen ist, und daß vom Umschaltventil (45) eine weitere Steuerleitung (48) zur Ablaßleitung (32) stromauf der Meßblende (9) führt.
Hydraulische Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sitzventil (42, 42') gegen Federkraft aus seiner Absperrstellung in eine Durchgangsstellung verstellbar ist.
Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sitzventil (42, 42') magnetbetätigt ist.
Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (45) gegen Federkraft aus seiner ersten Durchgangsstellung, in der die erste Steuerleitung (40) zur Steuerkammer (31) offen ist, in eine zweite Durchgangsstellung verstellbar ist, in der die Steuerkammer (31) an die zweite Steuerleitung (48) angeschlossen ist.
Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (45) magnetbetätigt ist.
Hydraulische Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen (47, 44) des Absperrglieds (A, A') z.B. Sitzventil 42) und des Umschaltventils (45) zu jeweils gemeinsamer Verstellung gekoppelt (Kopplung 49) sind.
Hydraulische Steuervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ablaßleitung (32) stromauf der Meßblende (9) mit einer aus einer Druckquelle (6) gespeisten Versorgungsleitung (7) für einen einseitig gegen Last arbeitenden Hydromotor (2) kreuzt.
Hydraulische Steuervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Versorgungsleitung (7) mit wenigstens einer weiteren Ablaßleitung (32') eines weiteren einseitig gegen eine Last arbeitenden Hydromotors (2') kreuzt, für den in der weiteren Ablaßleitung (32') ein Sitzventil (42') vorgesehen ist und daß gegebenenfalls zwischen dem Sitzventil (42') und dem weiteren Hydromotor (2') eine Steuerleitung (40'a) zum allen vorgesehenen Hydromotoren (2, 2') gemeinsamen Umschaltventil (45) vorgesehen ist.