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Hydraulische Steuereinrichtung
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuereinrichtung
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Steuereinrichtung
aus der DE-OS 2 303 286 bekannt, bei der trotz Verwendung einer Umschaltventilsteuerung
mit dem zugeordneten Wegeventil eine Feinsteuerung möglich ist, wobei beträchtliche
Drucküberhöhungen in Feinsteuerbereich vermieden werden. Bei hohen Anforderungen
an die Feinsteuerbarkeit kann es nun von Nachteil sein, wenn die Kennlinien der
Steuereinrichtung für den Durchfluß in Abhängigkeit vom Hub des Steuerschiebers
im Wegeventil relativ steil ansteigen.
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Für verschiedene Anwendungsfälle ist deshalb zur Verbesserung der
Feinsteuerbarkeit erwünscht, daß die Kennlinie des Durchflusses in Abhängigkeit
vom Steuerschieber-Hub einen flacheren Verlauf aufweist.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit
den kennzeichenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß
bei ihr durch einen flacheren Verlauf
der Durchfluß-Kennlinien in
Abhängigkeit vom Steuerschieber-Hub eine bessere Feinsteuerbarkeit möglich ist.
Zudem läßt sich diese verbesserte Feinsteuerbarkeit mit einfachen Mitteln und ohne
großen zusätzlichen Aufwand an der Steuereinrichtung erreichen. Bereits vorhandene
Steuereinrichtungen können ohne große Änderungen zur Erzielung einer verbesserten
Feinsteuerbarkeit umgerüstet werden.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Steuereinrichtung
möglich.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur
1 einen Längsschnitt durch eine hydraulische Steuereinrichtung in vereinfachter
Darstellung, Figur 2 ein Diagramm mit Kennlinien, welche den Druckverlauf abhängig
von der Steuerschieberauslenkung bei verschiedenen Verbraucherdrücken für eine bekannte
und die erfindugs'gmmäße Steuereinrichtung zeigen und Figur 3 ein Diagramm mit Kennlinien,
welche die Durchflußmenge abhängig von der Steuerschieberauslen kung bei verschiedenen
Verbraucherdrücken für die bekannte und die erfindungsgemäße Steuereinrichtung darstellen.
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., @ Beschreibung des Ausführungsbeispieles Die Figur 1 zeigt
eine hydraulische Steuereinrichtung 10, die aus einer Anschlußplatte 11, einem Wegeventil
12 und einer Endplatte 13 besteht.
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Die Anschlußplatte 11 weist ein Umschaltventil 14 auf, das zwischen
einen Zulauf 15 und einen zum Tank entlasteten Rücklauf 16 geschaltet ist. Ein Schließglied
17 des Umschaltventils 14 wird von einer in einer Druckkammer 18 angeordneten Feder
19 in Richtung Schließstellung gedrückt, in der seine Steuerkante 21 die Verbindung
vom Zulauf 15 zum Rücklauf 16 zusteuert. Außer dem Zulauf 15, der von einer Pumpe
20 mit Druckmittel versorgt wird, führt ein verzweigter Kanal 22 vom Zulauf 15 über
eine erste Drosselstelle 23 in eine Flanschfläche 24 der Anschlußplatte 11 und in
die Druckkammer 18. In den Zulauf 15 ist parallel zum Umschaltventil 14 und vor
dem verzweigten Kanal 22 eine zweite Drosselstelle 25 geschaltet. Die zweite Drosselstelle
25 weist einen größeren Durchflußquerschnitt auf, als die erste Drosselstelle 23.
Ein Druckbegrenzungsventil 26 sichert den Zulauf 15 zum Rücklauf 16 hin ab. Ferner
führt vom -Rücklauf 16 ein Rücklaufkanal 27 in die Flanschfläche 24.
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Weiterhin ist stromaufwärts vom Umschaltventil 15 eine dritte Drosselstelle
30 so zwischen den Zulauf 15 und das Umschaltventil 14 geschaltet, daß die dritte
Drosselstelle 30 parallel zu der zweiten Drosselstelle 25 liegt. Der Durchflußquerschnitt
der dritten Drosselstelle 30 ist auf jeden Fall größer als derjenige der ersten
Drosselstelle 23; ferner ist er der Größe des von der Pumpe 20 gelieferten Druckmittelstromes
angepaßt (der Neutralumlaufdruck soll nicht unnötig hoch werden).
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Das Wegeventil 12 hat ein Gehäuse 28 mit einer Schieberbohrung 29,
die örtlich zu einer Zulaufkammer 31, zwei Verbraucherkammern 32, 33, zwei Rücklaufkammern
34, 35 und zu zwei nebeneinanderliegenden Steuerkammern 36, 37 erweitert ist. Die
Zulaufkammer 31 hat über ein Rückschlagventil 38 und einen Zulaufkanal 39 mit dem
Zulauf 15 in der Anschlußplatte 11 Verbindung; die beiden Rücklaufkammern 34, 35
verbindet ein Kanal 41 miteinander.
Ein Durchgangskanal 42 verbindet
ferner die Rücklaufkammern 34, 35 mit dem Rücklaufkanal 27 in der Anschlußplatte
11. Ein Kanal 43 verbindet die Steuerkammer 36 mit dem verzweigten Kanal 22 in der
Anschlußplatte. Von der Steuerkammer 37 führt ein Kanal 44 in die der Endplatte
13 zugewandte Flanschfläche. In der Schieberbohrung 29 ist ein Steuerschieber 45
gleitend geführt; an zwei Kolbenabschnitten 46, 47 weist er Steuerkanten 48 mit
Feinsteuerfasen 49 zum Steuern von Druckmittel zu und von einem doppeltwirkenden
Verbraucher auf. Zwei zusätzliche Kolbenabschnitte 51, 52 weisen Steuerkanten 53
mit Feinsteuerfasen 54 zum Steuern eines Steuerstromes auf. Eine doppeltwirkende
Rückholeinrichtung 55 zentriert den Steuerschieber 45 in Neutralstellung, aus der
er nach beiden Seiten in Arbeitsstellungen auslenkbar ist.
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Die Endplatte 13 weist einen Kanal 56 auf, der den Kanal 44 und den
Durchgangskanal 42 im Wegeventil 12 miteinander verbindet. Der verzweigte Kanal
22, die Kanäle 43, 44, die Steuerkammern 36, 37 und der Kanal 56 sind Teil einer
vom Zulauf 15 zum Rücklauf 16 führenden Steuerleitung 57.
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Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung wird wie folgt erlautert,
wobei nur soweit auf deren Funktion eingegangen wird, als zum Verständnis der Erfindung
notwendig ist. Dabei wird die Funktion der Steuereinrichtung 10 ohne die dritte
Drosselstelle 30 als bekannt vorausgesetzt, wobei auf die DE-OS 2 303 286 ausdrücklich
Bezug genommen wird. So ist dort bereits ausgeführt, daß mit dem Wegeventil 12 und
mit der Umschaltventilsteuerung 14 allein unter Verwendung der ersten (23) und zweiten
Drosselstelle 25 eine Feinsteuerung möglich ist, bei der Drucküberhöhungen im Feinsteuerbereich
wesentlich wirksamer als zuvor vermieden wurden. Dieser Sachverhalt ist in Figur
2 durch die durchgezogenen Kennlinien
62 bis 65 dargestellt, welche
bei der vorbekannten Steuereinrichtung den Druckverlauf zeigen, wie er sich abhängig
von der Steuerschieberauslenkung bei verschiedenen Verbraucherdrücken ergibt. Dabei
verläuft der Anstieg des Druckes p in dem Zulauf 15 abhängig von der Auslenkung
s des Steuerschiebers 45 bei der vorbe : -- Ll kannten Steuereinrichtung nach der
Linie 61. Demgegenüber ergibt sich nun durch Verwendung der zusätzlichen, dritten
Drosselstelle 30 ein von der Neutralstellung des Steuerschiebers 45 aus gesehen
frühzeitigerer Druckanstieg gemäß der Linie 61'. Der Grund hierfür ergibt sich aus
folgenden Zusammenhängen: Der im Bereich der Feinsteuerung über die dritte Drosselstelle
30 abfließende Reststrom verursacht an dieser Drosselstelle 30 einen Druckabfall.
Dieser Druckabfall verstärkt das Regeldruckgefälle, welches das Schließglied 17
des Umschaltventils 14 erzeugt, wodurch ein größerer Konstantstrom über die Feinsteuerfasen
54 und die Steuerleitung 57 zum Tank abströmt. Damit setzt aber auch der Druckmittelstrom
Q zur jeweils aufgesteuerten Verbraucherkammer 32 bzw. 33 und weiter zur jeweiligen
Last früher ein. In Figur 3 ist nun dieser Sachverhalt näher dargestellt, wobei
die Kennlinien dieses Diagramms die Durchflußmenge Q abhängig von der Steuerschieberauslenkung
s bei verschiedenen Verbraucherdrücken zeigen. Dabei veranschaulichen die durchgezogenen
Kennlinien 71 den Sachverhalt bei der vorbekannten Steuereinrichtung entsprechend
den Kennlinien 62 bis 65 nach Figur 2. Demgegenüber zeigen in Figur 3 die gestrichelt
gezeichneten Kennlinien 72 den Sachverhalt für die Steuereinrichtung 10, wobei infolge
der dritten Drosselstelle 30 diese Kennlinien-72 näher beim Nullpunkt hin bei den
Punkten 73 beginnen.
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Bei den Punkten 74 gibt es keinen Unterschied, da dort die Größe des
Rest stromes über die dritte Drosselstelle 30 zu Null wird und damit an dieser Drosselstelle
30 kein Druckabfall mehr entstehen kann. Daraus ergibt sichj daß
die
Kennlinien 72 zwischen den Punkten 73 und 74 weniger steil ansteigen infolge der
Wirkung der dritten Drosselstelle 30, wodurch eine bessere Feinsteuerung erzielbar
ist. Wie Figur 2 dabei näher zeigt, wird diese verbesserte Feinsteuerung erreicht,
wobei die Drucküberhöhungen relativ nur geringfügig vergrößert werden. Die verbesserte
Feinsteuerung wird bei Auslenkung des Steuerschiebers 45 aus seiner gezeichneten
Mittelstellung nach beiden Richtungen hin erreicht.
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Selbstverständlich sind Änderungen an der gezeigten Steuereinrichtung
möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen.