DE4405143C2 - Elektrohydraulisches Proportionalwegeventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

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

Aus der DE 28 40 831 C2 ist ein zweistufiges Proportionalventil bekannt, bei dem der von einem einzigen Proportionalmagneten gegen Federkraft betätigbare Vorsteuerschieber bei Stromausfall in eine federzentrierte, vierte Schaltstellung gefahren wird, in der zwischen den beiden stirnseitig gelegenen Steuerräumen am Hauptsteuerschieber zumindest ein Druckausgleich hergestellt wird. Der federzentrierte Hauptsteuerschieber nimmt daraufhin seine Mittelstellung ein und verhindert eine Fehlfunktion eines am Proportionalventil angeschlossenen, hydraulischen Motors. Mit solchen Proportionalventilen lassen sich gewisse Sicherheitsanforderungen erfüllen. Werden solche Proportionalventile bei hydraulisch angetriebenen Kunststoffmaschinen eingesetzt, so können dabei weitergehende Sicherheitsanforderungen, wie sie von Berufsgenossenschaften bzw. von Unfallverhütungs- Vorschriften für hydraulische Maschinen und Anlagen im Sicherheitsbereich gefordert werden, nicht erfüllt werden. So besagt eine dieser Auflagen, daß eine Form bei geöffneter Schutztür auf- aber nicht zugefahren werden darf, auch nicht bei einem falschen Signal aus der Steuerung. Auch beim Auftreten einer Fehlfunktion darf noch maximal ein Zyklus gefahren werden, bis der Fehler erkannt wird und die Maschine anhält.

Um einen Teil dieser Sicherheitsanforderungen bei dem zuvor erwähnten Proportionalventil zu erfüllen, wurde nach der DE 38 12 116 A1 bei einem gattungsgemäßen Proportionalventil bereits vorgeschlagen, ein magnetisch betätigtes 3/2- Schaltventil zusätzlich in den Steuerkreis zwischen Hauptventil und Vorsteuerventil zu schalten. Damit läßt sich die Forderung erfüllen, daß beim Öffnen eines Schutzgitters der angeschlossene Arbeitszylinder in nur einer vorgegebenen Richtung betätigt werden darf. So soll zum Beispiel eine Form aufgefahren werden, um defekte Teile entnehmen zu können. Obwohl bei diesem Proportionalventil mit zwischengeschaltetem 3/2-Schaltventil viele Auflagen erfüllt werden können, ist dessen Sicherheitsverhalten noch nicht ganz optimal. So kann dort der Fall eintreten, daß das Schaltglied im 3/2-Schaltventil in seiner ausgelenkten Stellung hängenbleibt und damit die Sicherheit der Anlage gefährdet. Um ein solches Hängenbleiben festzustellen, wäre es notwendig, die Stellung des Schaltglieds über einen zusätzlichen Sensor abzufragen, was einen kostspieligen Aufwand für Überwachungseinrichtungen erfordert. Auch kann bei speziellen Anwendungsfällen dieses Proportionalventil bei der Ventildynamik ungünstig sein, weil das Zurückstellen des Hauptsteuerschiebers durch die Federn im Hauptventil geschieht, die lediglich eine schwache Rückstellkraft entsprechend wenigen bar Druck ausüben können, wobei das Druckmittel über die kleinen Querschnitte des Vorsteuerventils abfließen muß. Dies führt zu einer unsymmetrischen Ventildynamik, die unter Umständen stören kann.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektrohydraulische Proportionalwegeventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß es mit relativ geringem Aufwand vielfältigere Sicherheitsanforderungen bei verbessertem dynamischen Verhalten erfüllen kann. So kann die Forderung nach Anlauf des Arbeitskolbens in nur einer vorgegebenen Richtung beim Öffnen eines Schutzgitters erfüllt werden. Ferner werden beim Auftreten einer Fehlfunktion Sicherheitsforderungen erfüllt; wenn zum Beispiel der Schieber im Schaltventil in seiner ausgelenkten Stellung hängenbleibt, so kann nur noch die momentane Anlagenbewegung zuende gefahren werden; eine Umkehr der Bewegung ist nicht mehr möglich. Der Fehler wird spätestens im Verlauf des nächsten Zyklus endeckt, ohne daß zusätzliche Überwachungseinrichtungen, wie zum Beispiel eine Hubabtastung in der Zwischenplatte, notwendig werden. Weiterhin wird die Ventildynamik verbessert. Es werden ungleiche Stellzeiten für Auslenken des Hauptsteuerschiebers durch hydraulischen Druck und für dessen Rückstellung durch Federkraft vermieden, indem das verdrängte Öl mit einem möglichst kleinen Widerstand zum Tank abfließen kann. Zu diesem Zweck sind im Vorsteuerventil die Öffnungsquerschnitte der Ablaufkanten gegenüber denjenigen der Zulaufkanten stark vergrößert, so daß sich beim Rückstellen keine dynamischen Verzögerungen gegenüber dem Auslenken ergeben.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Proportionalwegeventils möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein elektrohydraulisches Proportionalwegeventil in vereinfachter Darstellung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Teil des Proportionalwegeventils nach Fig. 1, bei dem vor allem das als Zwischenplattenventil ausgebildete Schaltventil erkennbar ist, Fig. 3 die Volumenstromkennlinien für das Vorsteuerventil nach Fig. 1 und Fig. 4 den Kennlinienverlauf für die Sprungantworten für Gas Proportionalwegeventil nach Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung in Form eines Blockschaltbildes ein elektrohydraulisches Proportionalwegeventil 10 zur Steuerung eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders 11. Das Proportionalwegeventil 10 besteht in wesentlichen aus einem hydraulisch gesteuerten Hauptsteuerventil 12, einem elektrisch gesteuerten Vorsteuerventil 13 und einem elektrisch gesteuerten Schaltventil 14, das als Zwischenplattenventil ausgebildet ist und zwischen Hauptsteuerventil 12 und Vorsteuerventil 13 geflanscht ist.

Das stetig arbeitende Hauptsteuerventil 12 ist als 4/3- Wegeventil mit vier gesteuerten Anschlüssen A, B, P und T und einem in drei Regelstellungen verschiebbaren Steuerschieber 15 ausgebildet, der in Fig. 1 nur schematisch dargestellt ist. Der Steuerschieber 15 wird von zwei Federn 16, 17 in einer Neutralstellung 18 zentriert und ist über zwei hydraulisch beaufschlagbare Steuerräume 19, 21 nach beiden Seiten in eine erste (22) bzw. zweite Arbeitsstellung 23 auslenkbar. Von den vier gesteuerten Anschlüssen sind die Ventilanschlüsse A und B mit jeweils einer Arbeitskammer des doppeltwirkenden Arbeitszylinders 11 verbunden. Je nach Druckbeaufschlagung der einen Arbeitskammer 24 bzw. 25 und Druckentlastung der anderen Arbeitskammer 25 bzw. 24 wird der im Arbeitszylinder 11 axial verschiebliche Arbeitskolben 26 in die eine oder andere Richtung verschoben. Der Ventilanschluß P des Hauptsteuerventils 12 wird über eine Pumpe 27 mit Drucköl versorgt, das die Pumpe 27 aus einem Tank 28 ansaugt. Der vierte Ventilanschluß T des Hauptsteuerventils 12 ist über eine Rücklaufleitung 29 mit dem Tank 28 verbunden. In der Neutralstellung 18 des Hauptsteuerventils 10 sperrt der Steuerschieber 15 alle vier Ventilanschlüsse ab, während in den beiden Arbeitsstellungen 22, 23 jeweils eine der beiden Arbeitskammern 24, 25 mit der Pumpe 27 verbunden und damit druckbeaufschlagt wird und jeweils die andere der beiden Arbeitskammern 25, 24 über die Rücklaufleitung 29 mit dem Tank 28 verbunden und damit druckentlastet wird. Die Stellung des Steuerschiebers 15 wird dabei in an sich bekannter Weise von einem Wegaufnehmer 31 aufgenommen, dessen lageabhängige Signale in einer nicht näher gezeichneten elektrischen Ansteuerung verarbeitet werden.

Das Vorsteuerventil 13 ist als elektromagnetisch betätigtes 4/4-Wegeventil mit Federrückstellung ausgebildet, dessen Steuerfunktionen aus der vereinfachten Darstellung nach Fig. 1 entnehmbar sind. Das Vorsteuerventil 13 weist vier gesteuerte Anschlüsse A, B, P, T und einen Vorsteuerschieber 32 auf, der von einem einzigen Proportionalmagneten 33 gegen die Kraft einer Feder 34 in vier Schaltstellungen 35, 36, 37 und 38 steuerbar ist. Die Schaltstellung 37 ist dabei als neutrale Regelstellung ausgebildet, in welcher alle vier Anschlüsse A, B, P, T des Vorsteuerventils 13 blockiert sind. Aus dieser neutralen Regelstellung 37 kann der Vorsteuerschieber 32 durch entsprechende Ansteuerung des Proportionalmagneten 33 in die beiden Arbeitsstellungen 38 bzw. 36 überführt werden, in denen abwechselnd einer der Anschlüsse A, B mit dem Anschluß P verbunden wird, während der andere Anschluß B, A zum Tankanschluß T entlastet wird. Bei stromlosem Proportionalmagneten 33 drückt die Feder 34 den Vorsteuerschieber 32 in seine Sicherheitsstellung 35, in der beide Anschlüsse A, B miteinander und mit dem Tankanschluß T verbunden sind und der P-Anschluß abgesperrt ist. Für die Lageregelung des Steuerschiebers 32 ist wiederum in an sich bekannter Weise ein Wegaufnehmer 39 vorgesehen.

Wie Fig. 1 ferner zeigt, sind von den vier Anschlüssen des Vorsteuerventils 13 die beiden Anschlüsse A und B über Steuerleitungen 41 bzw. 42 mit den Steuerräumen 21 bzw. 19 des Hauptsteuerventils 12 verbunden. Der Anschluß P am Vorsteuerventil 13 ist über einen Versorgungskanal 43 mit einem Steuerölanschluß X im Hauptsteuerventil 12 verbunden, so daß eine externe Steuerölversorgung möglich ist. In entsprechender Weise führt vom Anschluß T des Vorsteuerventils 13 ein Entlastungskanal 44 zu einem Steueranschluß Y, der zu einem Tank 28 entlastet ist. Während der Versorgungskanal 43 und der Entlastungskanal 44 unbeeinflußt vom Schaltventil 14 durch die diesem zugeordnete Zwischenplatte 45 hindurchgeführt sind, sind die beiden Steuerleitungen 41, 42 in steuerbarer Weise über das Schaltventil 14 geführt, so daß die Steuerleitungen 41, 42 jeweils in vorsteuerseitige Abschnitte 46 bzw. 47 sowie in hauptstufenseitige Abschnitte 48 bzw. 49 unterteilt sind. Der konstruktive Aufbau des Vorsteuerventils 13 und des Hauptsteuerventils 12 sowie deren Funktionsweise sind in ihren wesentlichen Punkten an sich bekannt und beispielsweise in der DE-PS 28 40 831 beschrieben, so daß hierauf nicht näher eingegangen wird.

Im Unterschied zu der grundsätzlich vorbekannten Bauweise des Vorsteuerventils sind bei vorliegendem Vorsteuerventil 13 die Ablaufsteuerkanten 51 und 52 so ausgebildet, daß sie einen gegenüber den Zulaufkanten 53, 54 stark vergrößerten Öffnungsquerschnitt aufsteuern. Dieser Sachverhalt ist in Fig. 3 näher dargestellt, in dem die Volumenstromkennlinien für diese Steuerkanten 51 bis 54 im Vorsteuerventil 13 dargestellt sind. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Öffnungsquerschnitte der Ablaufkanten ein Vielfaches derjenigen der Zulaufkanten betragen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn man für ein vorgesteuertes Ventil der Nenngröße NG 25 zum Beispiel ein Verhältnis des Volumenstroms von Zulauf zu Ablauf von 8,5 : 50 Liter/Minute wählt. Auf diese Weise kann das bei einer Steuerbewegung des Hauptsteuerschiebers verdrängte Steueröl mit einem möglichst kleinen Widerstand zum Tank abfließen.

Wie die Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 näher zeigt, ist das Schaltventil 14 als elektromagnetisch betätigbares 5/3- Wegeventil mit Federrückstellung ausgebildet. Die als Gehäuse dienende Zwischenplatte 45 nimmt in einer axial durchgehenden Schieberbohrung 55 einen Schaltschieber 56 auf, der von zwei Federn 57 in einer Mittelstellung 58 zentriert ist und von zwei Schaltmagneten 59, 61 in zwei Schaltstellungen 62 bzw. 63 auslenkbar ist. In der Schieberbohrung 55 sind durch ringförmige Erweiterungen fünf Steuerkammern ausgebildet, von denen die beiden äußeren Steuerkammern 64 und 68 an die vorsteuerseitigen Abschnitte 46 bzw. 47 der Steuerleitungen 41 bzw. 42 angeschlossen sind. Die mittlere Steuerkammer 66 dient als Entlastungskammer und steht deshalb mit dem Entlastungskanal 44 in Verbindung. Die zweite Steuerkammer 65 sowie die vierte Steuerkammer 67 sind über die hauptstufenseitigen Abschnitte 48 bzw. 49 mit den Steuerräumen 21 bzw. 19 am Hauptsteuerventil 12 verbunden. Wie aus Fig. 2 deutlicher hervorgeht, weist der Schaltschieber 56 in seinem mittleren Abschnitt Querbohrungen 69 auf, über welche in der dargestellten Mittelstellung 58 die beiden Steuerräume 19, 21 am Hauptsteuerschieber 12 miteinander Verbindung haben. Ferner sind in dieser Mittelstellung 58 die beiden vorsteuerseitigen Abschnitte 46 und 47 der Steuerleitungen 41 bzw. 42 hydraulisch blockiert; ebenso blockiert ist die dritte Steuerkammer 66, welche über den Entlastungskanal 44 mit dem Steueranschluß Y und damit mit dem Tank verbunden ist. Wird durch Erregung des ersten Schaltmagneten 59 der Schaltschieber 56 aus seiner Mittelstellung 58 gegen die Kraft der Feder 57 in seine erste Schaltstellung 62 verstellt, so werden die beiden Abschnitte 46, 48 der ersten Steuerleitung 41 miteinander verbunden. Gleichzeitig wird der vorsteuerseitige Abschnitt 47 der zweiten Steuerleitung 42 hydraulisch blockiert, während der hauptstufenseitige Abschnitt 49 der zweiten Steuerleitung 42 über die Querbohrungen 69 im Schaltschieber mit der dritten Steuerkammer 66 und damit zum Tank entlastet wird. In entsprechend umgekehrter Weise kann durch Betätigen des zweiten Schaltmagneten 61 der Schaltschieber 56 aus seiner Mittelstellung 58 in die zweite Schaltstellung 63 verstellt werden, wobei nun die zweite Steuerleitung 42 aufgesteuert wird, während die erste Steuerleitung 41 blockiert ist. In dieser zweiten Schaltstellung 63 wird der hauptstufenseitige Abschnitt 48 der ersten Steuerleitung 41 über die Querbohrungen 69 im Schaltschieber 56 zur dritten Steuerkammer 66 und damit zum Tank entlastet. Bei nicht erregtem Schaltmagneten 59, 61 wird der Schaltschieber 56 von seinen beiden Federn 57 in seiner Mittelstellung zentriert.

Wie Fig. 2 besonders deutlich zeigt, ist der mechanische Aufbau des Proportionalwegeventils so gewählt, daß das Schaltventil 14 mit seiner als Gehäuse dienenden Zwischenplatte 45 zwischen das Vorsteuerventil 13 und das Hauptsteuerventil 12 geflanscht ist. Während der Entlastungskanal 44 mit gestrichelten Linien dargestellt ist, wurde der durch die Zwischenplatte 45 hindurchführende Versorgungskanal 43 in Fig. 2 nicht näher gezeichnet. Die in der Zwischenplatte 45 von den Steuerkammern 64 bis 68 in die obere bzw. untere Flanschfläche verlaufenden Kanäle sind so ausgebildet, daß die standardmäßigen Ausführungen von Vorsteuerventil 13 und Hauptsteuerventil 12 verwendet werden können.

Die Wirkungsweise des Proportionalwegeventils 10 wird wie folgt erläutert, wobei die grundsätzliche Funktion eines zweistufigen Proportionalventils mit Vorsteuerventil und Hauptsteuervetil aus der eingangs genannten Druckschrift als ansich bekannt vorausgesetzt wird.

Bei einer Betätigung des Not-Aus oder auch bei Stromausfall wird im Schaltventil 14 keiner der beiden Schaltmagnete 59, 61 bestromt, so daß der Schaltschieber 56 von seinen Federn 57 in der Mittelstellung 58 zentriert wird. In dieser Mittelstellung 58 sind die Steuerräume 19, 21 des Hauptsteuerventils 12 über die hauptstufenseitigen Abschnitte 48, 49 miteinander verbunden und zugleich von den vorsteuerseitigen Abschnitten 46, 47 der Steuerleitungen 41 bzw. 42 abgetrennt. Der Steuerschieber 15 im Hauptsteuerventil 12 befindet sich dann in seiner federzentrierten Neutralstellung 18 und kann vom Vorsteuerventil 13 nicht ausgelenkt werden.

Wird nun im Schaltventil 14 einer der beiden Schaltmagnete, zum Beispiel der Magnet 59, erregt, so verstellt er den Schaltschieber 56 gegen die Kraft der Feder 57 in seine erste Schaltstellung 62. Dadurch werden die beiden Abschnitte 46 und 48 der ersten Steuerleitung 41 miteinander verbunden, so daß das Vorsteuerventil 13 einen Druckaufbau in dem zweiten Steuerraum 21 steuern kann. Gleichzeitig ist der andere Steuerraum 19 im Hauptsteuerventil 12 über den hauptstufenseitigen Abschnitt 49 und das Schaltventil 14 zu dem Entlastungskanal 44 entlastet. Ferner ist der vorsteuerseitige Abschnitt 47 der zweiten Steuerleitung 42 in dieser ersten Schaltstellung 62 blockiert. Dies hat zur Folge, daß der Steuerschieber 15 des Hauptsteuerventils 12 immer nur auf einer Seite mit Druck beaufschlagt werden kann und sich deshalb der Arbeitszylinder 11 immer nur in eine Richtung bewegen kann. Der Steuerschieber 15 wird also in seine erste Arbeitsstellung 22 ausgelenkt, so daß Druckmittel von der Pumpe 27 über den Hauptsteuerschieber 15 in die Arbeitskammer 24 des Arbeitszylinders 11 strömt, während die andere Arbeitskammer 25 zum Tank 28 entlastet ist.

Bei der geschilderten Auslenkung des Hauptsteuerschiebers 15 aus seiner Neutralstellung 18 in die erste Arbeitsstellung 22 wird der Vorsteuerschieber 32 vom Proportionalmagneten 33 in seine Arbeitsstellung 38 verstellt, so daß das vom Steuerölanschluß X kommende Steueröl über das Vorsteuerventil 13 und die geöffnete erste Steuerleitung 41 zum zweiten Steuerraum 21 gelangen kann. Soll nun aber der Hauptsteuerschieber 15 aus der ausgelenkten Arbeitsstellung 22 zurückgestellt werden, so kann dies nur mit Federkraft erfolgen. Im Vorsteuerventil 13 muß dazu der Vorsteuerschieber 32 in seine Arbeitsstellung 36 gebracht werden, so daß über die Ablaufsteuerkante 51 der Anschluß A zum Anschluß T und damit über den Entlastungskanal 44 zum Tank entlastet wird. Die zum Verstellen des Hauptsteuerschiebers 15 dienende Kraft wird allein durch die Feder 16 bestimmt, welche das Steueröl aus dem zweiten Steuerraum 21 über die erste Steuerleitung 41 und das Vorsteuerventil 13 zum Tank drücken muß. Infolge der relativ schwachen Kraft der Feder 16 soll das verdrängte Steueröl mit einem möglichst kleinen Widerstand zum Tank abfließen können. Dies wird nun dadurch erreicht, daß der Öffnungsquerschnitt der Ablaufkante 51 im Vorsteuerventil 13 gegenüber demjenigen der Zulaufkante 53 wesentlich vergrößert ist, insbesondere ein Vielfaches dessen beträgt. So kann der Öffnungsquerschnitt der Ablaufkante 51 zum Beispiel ungefähr das 6-fache der zugehörigen Zulaufkante 33 betragen. Durch diese unsymmetrische Ausbildung der Ablaufkante zur Zulaufkante läßt sich die Dynamik des Proportionalwegeventils 10 verbessern, wie dies aus Fig. 4 näher hervorgeht. So zeigt die Fig. 4 anhand von Sprungantworten das dynamische Verhalten solcher Proportionalwegeventile. Dabei ist mit der durchgezogenen Kennlinie 71 das Eingangssignal U_Soll dargestellt, mit dem das Proportionalwegeventil 10 angesteuert wird. Mit der gestrichelten Kennlinie 72 wird der Verlauf der Istwertspannung U_ist am Wegaufnehmer 31 dargestellt, wenn als Vorsteuerventil ein vorbekanntes Proportionalwegeventil mit symmetrisch ausgebildeten Steuerkanten verwendet wird, wobei die Rückstellung des Hauptsteuerschiebers 15 durch die Feder 16 relativ langsam verläuft; mit der strichpunktierten Kennlinie 73 wird die Istwertspannung Uist am Wegaufnehmer 31 dargestellt, wobei erfindungsgemäß das Vorsteuerventil 13 mit unsymmetrisch ausgelegten Steuerkanten verwendet wird. Dabei läßt sich erkennen, daß die Stellgeschwindigkeit des Hauptsteuerschiebers 15 beim hydraulischen Auslenken nach Kennlinie 74 sowie beim Rückstellen durch Federkraft nach Kennlinie 73 im wesentlichen gleich schnell verläuft, so daß insgesamt die Dynamik des Proportionalwegeventils 10 verbessert wird.

In entsprechend umgekehrter Weise kann durch Betätigen des zweiten Schaltmagneten 61 das Schaltventil 14 in seine zweite Schaltstellung 63 ausgelenkt werden, wodurch der Hauptsteuerschieber 15 ebenfalls nur auf einer Seite mit Druck beaufschlagt werden kann und somit sich der Arbeitszylinder 11 nur in einer Richtung bewegen kann. Es läßt sich somit bei vorliegendem Proportionalwegeventil 10 mit Hilfe des Schaltventils 14 die Forderung erfüllen, daß eine Form bei geöffneter Schutztür auf- aber nicht zugefahren werden darf.

Ferner läßt sich mit dem Proportionalwegeventil 10 auch die Auflage erfüllen, daß beim Auftreten einer Fehlfunktion noch maximal ein Zyklus gefahren werden darf, bis der Fehler erkannt wird und die Maschine anhält. Tritt hier eine Fehlfunktion auf, indem zum Beispiel der Schaltschieber 56 des Schaltventils 14 in einer seiner Schaltstellungen 62, 63 hängenbleibt, so kann nur noch die momentane Anlagenbewegung zuende gefahren werden. Eine Umkehr der Bewegung ist nicht mehr möglich, da das Schaltventil 14 dabei stets nur eine der beiden Steuerleitungen 41 bzw. 42 aufsteuert. Der Fehler wird spätestens im Verlauf des nächsten Zyklus endeckt, so daß keine weiteren Überwachungseinrichtungen, wie zum Beispiel eine Hubabtastung am Schaltventil in der Zwischenplatte, notwendig werden.

Bei Betätigung des Not-Aus oder bei Stromausfall wird das Vorsteuerventil 13 wie auch das Schaltventil 14 stromlos geschaltet. Hat sich dabei der Steuerschieber 32 des Vorsteuerventils 13 in seiner äußersten Arbeitsstellung 38 befunden, so muß er seine neutrale Regelstellung 37 und die Arbeitsstellung 36 durchlaufen, bevor ihn die Feder 34 in seine Sicherheitsstellung 35 drücken kann. Durchläuft dabei der Vorsteuerschieber 32 seine Arbeitsstellung 36, so kann sich kein kurzzeitiger Druckimpuls über die zweite Steuerleitung 42 im ersten Steuerraum 19 am Hauptsteuerventil 12 aufbauen, und dort zu einer unbeabsichtigten Auslenkung führen, da zuvor das Schaltventil 14 seine Mittelstellung 58 einnimmt und die zweite Steuerleitung 42 unterbricht.

Mit vorliegendem Proportionalwegeventil 10 lassen sich somit vielfältige Auflagen erfüllen, wie sie von der Berufsgenossenschaft aus Sicherheitsgründen bei hydraulisch angetriebenen Kunststoffmaschinen gefordert werden. Neben dem Einhalten dieser Sicherheitsanforderungen ermöglicht das Proportionalwegeventil 10 mit Hilfe relativ einfacher Mittel eine Verbesserung der Ventildynamik; zudem werden keine zusätzlichen Übewachungseinrichtungen erforderlich und es kann das bisherige Vorsteuerprinzip eines zweistufigen, standardmäßigen Proportionalwegeventils beibehalten werden.

Selbstverständlich sind Änderungen an der gezeigten Ausführungsform möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So kann der Grad der Unsymmetrie bei der Auslegung der Steuerkanten im Vorsteuerventil 13 an die jeweiligen Verhältnisse angepaßt werden. Ferner lassen sich die Sicherheitsanforderungen auch dann erfüllen, wenn im Schaltventil 14 in der Mittelstellung 58 die beiden hauptstufenseitigen Abschnitte 48 bzw. 49 nicht nur miteinander, sondern zusätzlich auch mit der dritten Steuerkammer 66 und damit mit dem Entlastungskanal 44 Verbindung haben.

Claims (3)

1. Elektrohydraulisches Proportionalwegeventil (10) mit einem hydraulisch gesteuerten Hauptsteuerventil (12), dessen Steuerschieber (15) von Federkraft in einer Mittelstellung (18) zentriert ist und über hydraulisch beaufschlagte Steuerräume (19, 21) nach beiden Seiten hin in Arbeitsstellungen (22, 23) auslenkbar ist, um die hydraulischen Verbindungen zwischen vier Hauptanschlüssen zu steuern und mit einem elektromagnetisch betätigten Vorsteuerventil (13), das vier gesteuerte Anschlüsse und ein in vier Schaltstellungen (35-38) verschiebbares Steuerglied (32) aufweist, das von einem Proportionalmagneten (33) und gegensinnig dazu von einer Rückstellfeder (34) beaufschlagt ist, das aus einer neutralen Regelstellung (37) nach beiden Seiten hin in eine erste und zweite Arbeitsstellung (36, 38) verschiebar ist, in welcher die Steuerräume (19, 21) des Hauptsteuerventils (12) über zwei mit zwei Ventilanschlüssen des Vorsteuerventils (13) verbundenen Steuerleitungen (41, 42) mit Druck beaufschlagt oder druckentlastet werden, und das bei nicht erregtem Proportionalmagnet (33) durch die Rückstellfeder (34) eine vierte Schaltstellung (35) einnimmt, in der die beiden Ventilanschlüsse miteinander verbunden und zum Tank entlastet sind und mit einem in eine (41) der Steuerleitungen (41, 42) geschalteten Mehrwege- Schaltventil (14) das von einem Magnet entgegen Federkraft in eine erste Schaltstellung (62) betätigbar ist, in der dessen Schaltglied (56) die Steuerleitung (41) aufsteuert, während es in einer federzentrierten Ausgangsstellung diese Steuerleitung (41) unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrwege-Schaltventil (14) als 5/3-Wegeventil ausgebildet und in beide Steuerleitungen (41, 42) geschaltet ist, daß dessen Schaltglied (56) in der mittigen Ausgangsstellung (58) federzentriert und durch einen zusätzlichen Magnet (61) in eine zweite Schaltstellung (63) auslenkbar ist, in der die andere Steuerleitung (42) aufgesteuert ist, daß in der ersten und zweiten Schaltstellung (62, 63) von der jeweils unterbrochenen Steuerleitung (42, 41) der zum Vorsteuerventil (13) führende Abschnitt (47, 46) abgesperrt und der zum Steuerraum (19, 21) führende Abschnitt (49, 48) zum Tankanschluß (44, Y) entlastet sind und daß im Vorsteuerventil (13) die Ablaufsteuerkanten (51, 52) stark vergrößerte Öffnungsquerschnitte gegenüber denjenigen der Zulaufsteuerkanten (53, 54) aufweisen.

2. Elektrohydraulisches Proportionalwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (14) in seiner federzentrierten Ausgangsstellung (58) die mit dem Vorsteuerventil (13) und mit dem Tank (Y, 44) verbundenen Anschlüsse (64, 68, 66) absperrt, und beide mit den Steuerräumen (19, 21) am Hauptsteuerschieber (15) verbundenen Anschlüsse (67, 65) miteinander verbindet.

3. Elektrohydraulisches Proportionalwegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorsteuerventil (13) die Öffnungsquerschnitte der Ablaufsteuerkanten (51, 52) ein Vielfaches von derjenigen der Zulaufsteuerkanten (53, 54) betragen, insbesondere daß die zugeordneten, vergleichbaren Volumenströme von Ablauf zu Zulauf etwa 6 : 1 betragen.