HYDRAULIC MOTOR CONTROL DEVICE

Abstract: 1. Control device for a hydraulic consuming device (40), having a pressure balance (20) and a proportionally working directional control valve (26), via which the pressure medium delivered from a pressure-medium source (10) flows in the working position at least partially to the consuming device (40), but in the neutral position flows to a container (13), and in which a line connection (14, 39) leads from the pressure-medium source (10) directly to the consuming device (40), in which line connection (14, 39) a throttle valve (41) is arranged and the differential pressure produced at the latter is active at the pressure balance (20) which controls the operating sequence from the pump delivery line (14) to the container (13), is normally closed and opens as a function of the pressure differential at the throttle valve (41), and also having a slide valve (45) loaded by a spring (46), characterised in that two lines (55, 53) which emerge from the line connection (14, 39) and on both sides from the throttle valve (41) lead to the slide valve (45), and the slide valve, in its normal position, connects the consumer-side line (39) of the line connection (14, 39), to the directional control valve (26) and separates them from one another in the operating position, that the delivery line (14) is constantly connected via at least one further throttle valve (66) to the end face (52) of the slide valve (45), which end face (52) is opposite the spring (46), and that, in the neutral position of the directional control valve (26), the pressure medium delivered from the pressure-medium source (10) flows via the throttle valve (41), the slide valve (45) and the directional control valve (26) to the container (13).

Description: Steuereinrichtung für einen hydraulischen Verbraucher Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Steuere nrichtung nach der Gattung des Rauptanspruchs. Bei einem derartigen, proportional arbeitenden Wegeventi besteht häufig die Gefahr des sogenannten Festdrosselns, worunter man einen Zustand versteht, be dem gerade nur soviel Druckmittel zur anzuhebenden Last f'ie, wie insgesamt an Leckage verloren geht; das Gerat für die zu webende Last bewegt sich nicht. Dieses Gleichgewicht, bei dem die Druckmittelquelle ständig gegen den LasWd-uck fördert (Lastdruck = Neutralumlaufdruck), bleibt bis zur rasch vollendeten Zerstörung der Druckmittelquelle erhalten. Diese Gefahr ist besonders gross bei den oben erwähnten, proportional arbeitenden Ventilen, weil sie nicht schaltena, sondern mittels proportionaler An näherung schleichend in die Neutralstellung gelangen, d.h. proportional zu einer Regelabweichung, die schlieM- ich zu Null werden soll. Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemässe Steuereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches tat demgegen über den Vorteil, dass das oben erwähnte Festdrosseln bei Prooortional-Regelventllen auf einfachste Weise weitestgehend verhindert werden kann. Durch die in den Unteranspruchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im wauptanspruch angegebenen Merkmale möglich Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich- nung dargestellt tnd in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Diese zeigt in Figur 1 in schematischer Darstellung eine Steuereinrichtung für einen einfach wirken- den Verbraucher, in Figur 2 eine Abwandlung des Ausführungs- beispiels nach Figur 1. Beschreibung des Ausführungsbeispieles Die Steuereinrichtung weist eine Pumpe 10 auf, die über eine Saugleitung 11 und eine Rücklaufleitung 12 Druckmittel aus einem Behälter 13 ansaugt und in eine Förder- eitung 14 verdrängt. Die Förderleitung 14 mündet in einen Raum 15, welcher in eine rammer 16 übergeht, wobei die Schulter dieser beiden Raume einen Ventilsitz 1T für einen Sitzventilkorper 18 einer Druckwaage 20 bildet. Dieser ist gleitend in einer Gehäusebohrung 19 geführt und auf seiner dem Schliesskegel 19' abgewandten Seite von einer Druckfeder 21 belastet, die sich in einer Druckkam- mer 22 befindet. In die Druckkammer mündet eine Leitung 23, die zu einer Ringnut 24 an einer Schieberbohrung 25 führt, in weicher ein Steuerschieber 26 gleitend geführt ist. Der Steuerschieber kann elektromagnetisch, me.chanisch oder hydraulish entsprechend einem eingegebenen Soll- wert proportional verstellt werden. Am Steuerschieber 26 sind in einem etwa mittleren Bereich zwei Ringnuten 28, 29 ausgebildet, die nur durch einen schmalen Bund 30 voneinander getrennt sind, dessen Aussendurchmesser dem des Steuerschiebers entspricht. Dieser weist noch eine zweite, breitere Ringnut 31 auf, die in eine kegelig ausgebildete Zone 32 übergeht. Rechts von der Ringnut 24 ist an der Schieberbohrung 25 noch eine Ringnut 33 ausgebildet, links von der Ringnut 24 befinden sich an der Schieberbohrung noch drei Ringnuten 34, 35, 36. Von der Ringnut 33 führt eine Leitung 38 zur Förderleitung 14. Von der Leitung 38 geht eine Leitung 39 aus, die zu einem einfach wirkenden Hydrozylinder ko führt und in der eine Drossel 41 angeordnet ist. Die von der Druckkammer 22 zur Ringnut 24 fuhrende Leitung 23 mundet ebenfalls in die Leitung 39; die Drossel 41 liegt zwischen diesem Mündungspunkt und demjenigen der Leitung 39 in die Leitung 3e. Vor dem Hydrozylinder ko ist ein Rückschlagventil 42 angeordnet. Von der Ringnut 35 an der Schieberbohrung 25 führt eine Leitung 43 zur Rücklaufleitung 12, die ausgeht von einer Kammer 47, die Teil einer Schieberbohrung 44 ist, in der ein Steuerschieber 5 gleitend geführt ist. Auf ihn wirkt eine in der Kammer 47 angeordnete Druckfeder 46 ein. An der Schieberbohrung 44 sind vier Ringnuten 48 bis 51 ausgebildet sowie eine der Kammer 47 gegenüberliegende Kammer 52. Von der Ringnut 48 führt eine Leitung 53 zur Leitung 39; sie mündet dort vor dem Rückschlagventil b2. Von der Ringnut 49 flert eine Leitung 54 zur Ringnut 36 an der Schieberboh- rung 25. Von der Ringnut 50 führt einerseits eine Leitung 55 zur Leitung 38, andererseits führt eine zeitung 56 zu einer eitung 57, elcho die Kammer 52 und die Ringnut 34 aiteinander verbindet. Von der Ringnut 51 führt eine Lei tung 58 zur Leitung 56. In den beiden Leitungszweigen 56', 56" der Leitung 56 ist je eine Drossel 59 bzw. 60 angeordnet. Am Steuerschieber 45 sind zwei Ringnuten 63, 64 ausgebildet. Von der Kammer 16 der Druckwaage 20 führt eine Rück- leitung 61 zur Rücklaufleitung 12. Das von der Pumpe 10 geförderte Druckmittel strömt gegen den Ventilkörper 18. Die Druckfeder 21 würde diesen auf seinen Ventilsitz 17 drücken, stünde dem nicht der Weg über die Drossel 41 zum Behälter 13 entgegen, und zwar über die Leitungen 39, 53, die Ringnut 63 am Steuerschieber 45, die miteinander verbundenen Ringnuten 48, 49, die Leitung 54, die miteinander verbundenen Ringnuten 35, 36 an der Schieberbohrung 25 sowie die Leitung 43. An der Drossel 41 entsteht eine Druckdifferenz, durch welche der Ventilkör- per 18 in Offenstellung genalten wird. Dies ergibt einen Neutralmlauf, in dem das von der Pumpe 10 geforderte Druckmittel unter niedrigem Druckverlust abf .e3t, und zwar über die Kammer 16, die Rückleltung 61 sowie die Rücklaufleitung 12. Über die Drossel 41 fliesst stets ein kleiner, annähernd konstanter Steuerstrom - wie zuvor be schieben - zum Behälter 13; die Feder 21 hält die Druck differenz an der Drossel 41 nahezu konstant. Wird der Steuerschieber 26 so nach links bewegt, dass dabei die Verbindung für den Steuerstrom zwischen den Ringnuten 35 und 36 angedrosselt wird, dann steigt der Druck im System. Dieser Druck pflanzt sich auch in die Kammer 52 fort, und zwar weber die Leitung 55, die Ringnut 50, die Leitung 56 und die Drosseln 59, 60 sowie die Leitung 57. Entspre- chend der Drucksteigerung hat sich der Ventilkörper 18 seinem 7entilsit= 17 genähert. Dadurch ist der eutralum- auf ebenfalls angedrosselt. Der an der Pumpe 10 herrschende Druck ist nur um die nahezu konstant bleibende Druckdifferenz an der Drossel 41 höher als der in der Ringnut 36 der Schieberbohrung 25 angedrosselte Druck. Überschreitet der Druck in der Kammer 52 das von der Druckfeder 46 gesetzte Mass, dann bewegt sich der Steuerschieber 25 an seinen linken Endanschlag 45". Dadurch wird die Verbindung zwischen den Ringnuten 48, 49 gesperrt, mit der Folge, dass zunachst kein Druckmittel mehr durch die Drossel 41 strömen kann. Das deshalb ausbleibende Druckgefälle stört das Gleichgewicht am Ventilkörper 18, der sich unter der Wirkung der Druckfeder 21 seinem Ventilsitz 17 solange nähert, bis der im System steigende Druck die Last am Hydrozylinder 40 bewegen kann. Die Druckfeder 46 entscheidet also, bis zu welchem Druck das sogenannte Festdrosseln bei Annäherung an den Betrlebszustand 'tEeben" möglich Ist. Zweckmässigerweise wird die Feder 46 so ausgelegt, dass die ser Druck möglichst wenig höher ist als der Neutralumlauf- druck, für den die Druckfeder 21 der Druckwaage verantwortlich ist. Das Rückschlagventil 42 sichert die Last am Hydrozylinder gegen Herabfallen, solange der Druck im System noch zu niedrig ist, um 11Heben" zu ermöglichen. Die Last am Hydro- zylinder wird mindestens mit dem durch die Drossel 41 fliessenden Steuerstrom gehoben. Für den Fall, dass der Steuerschieber 26 noch weiter links steht, wobei der 3und 30 die Verbindung von der Ringnut 35 zur Ringnut 36 unterbricht, aber die Verbindung von der Ringnut 24 zur Ringnut 32 weber die kegelige Zone 32 aufgesteuert wird - diese Schieberstellung entspricht einer grösseren Regelabweichung im sinne von Heben - fliesst ein den Querschni t (Drosselstellei' an der kegligen Zone 32 cronortionaler Zusatzstrom zum Rydro- zylinder, und zwar uber die Leitung 38, die Ringnuten 33, 24 und die Leitung 23 zur Leitung 39. Die Drosselstelle an der kegligen Zone 32 wird nur jetzt wirksam. Sie liegt parallel zur Drossel 41. Anhaltendes Heben veranlasst den Steuerschieber 26 dazu, sich wieder nach rechts zu bewegen (Rückführung im Regelkreis). Der Bund 30 stellt wieder Verbindung her zwischen den Rizg- nuten 35, 36. Dies führt jedoch zu keinerlei Reaktion, da der Steuerschieber 45 noch immer die Verbindung zwischen den Ringnuten 48, 49 sperrt. Bewegt sich der Steuerschieber 26 noch weiter nach rechts, so dass der Bund 30 etwa in der Mitte der Ringnut 35 steht, dann wird Verbindung hergestellt von der Ringnut 35 über die Ringnut 29 am Sveuerschieber zur Ringnut 34. Nun kann Druckmittel aus der Leitung 55 über die Ringnuten 50, 64 und 51, die Leitungen 58, 56, die Drossel 60 und die Leitung 57 sowie die Ringnuten 34, 35 zum Behälter 13 abstromen. An der Drossel 6o entsteht ein Druckabfall, der in der Kammer 52 über aie Leitung 5s eine Druckminderung hervorruft. Daoei spie't die Druckmittelverbindung über die Drossel 59 praktisch eine Rolle, da ihr Querschnitt gegenüber dem Durchgang zwischen den Ringnuten 50, 51 vernachlässigbar klein ist Doch die Bewegung des Steuerschiebers 26 nach rechts hält an (Rückführung), da die Last im Hydrozylinder 40 weiter angehoben wirt. Dabei ist die Entlastung zwischen den Ringnuten 48. 49 durch den Steuerschieber 45 weiterhin gesperrt. Bei genügend grosser Öffnung zwischen den Ringnuten 35 und 34 fällt der Druck in der kammer 52 soweit, dass es der Feder 46 gelingt, den Steuerschieber 45 nach rechts zu verschieben. Dadurch wird der Durchgang zwischen den Ringnuten 50, 51 angedrosselt. So gewinnt die Drossel 59 an Bedeutung - der Druck in der Kammer 52 fällt rapide ab, da der Druckabbau nun über zur Drossel 60 in Reihe geschaltete zusätzliche Drosseln erfolgt, und zwar die Drossel 59, dazu parallel noch der angedrosselte Durchgang zwischen den Kammern 50, 51. Dieser rapide Druckabbau lässt den Durchgang zwischen den Ringnuten 50, 51 weiter schrumpfen - der Steuerschieber 45 verliert sein Gleichgewicht, er "kippt". Das ist auch beabsichtigt, denn "Festdrosseln" beim Verlassen von "Heben" ist nur möglich, wenn der Steuerschieber 45 in allen Stellungen bei denen der Durchgang zwischen den Ringnuten 48, 49 angedrosselt ist, stabiles Gleichgewicht findet. Befindet sich der Steuerschieber 45 wieder an seinem rechten Anschlag 45', so ist die Verbindung zwischen den Ringnuten 48, 49 weit geÏffnet, so dass der über die Drossel 1 fliessende Steuerstrom ungehindert zum behalter 13 gelangen kann - -wie eingangs beschrieben. Der Ventilkörper 18 der Druckwaage hat weit geönet. Dies ist die eingangs geschilderte Situation, nur der Steuerschieber 26 steht etwas weiter rechts. Soll wieder der 3etriebszustand "Heben" eintreten, dann beginnt ein neuer Zyklus. Zum Senken der Last wird der Hydrozlyinder 40 über ein willkürlich entsperrbares Rückschlagventil 65 zum Behalter 13 entlastet. Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 gleicht weitgehend demjenigen nach Figur 1, weist aber folgenden Unterschied auf: Die von der Ringnut 50 zur leitung 58 führenden Leitungen 56 und 56' samt Drossel 59 entfallen. Statt- dessen führt von der Leitung 55 eine eine Drossel 66 enthaltende Leitung 67 zur Kammer 52. Daraus ist zu erkennen, dass die beiden Drosseln ÓO, 66 bezüglich dieser Kammer parallel geschaltet sind. Daaurch wird gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 der Gradient des Druck Das in der Kammer 52 doppelt so hoch wie zuvor, so dass Zer Steuerscnieber 45 schneller anspricht. An der sonstige zuvor beschriebenen Funktionsweise ergibt sich keine we- tere Änderung. Die in der Zeichnung dargestellten Leitungen können auch Geh usekanale in einem gemeinsamen Ventilgehäuse sein. In der Druckwaage 20 kann anstelle des Schaltventils auch en Schieberventil verwendet werden.

Claims: Ansprüche 1. Steuereinrichtung für einen hydraulischen Verbraucher mit einer Druckwaage und einem proportional arbeitenden Wegeventil, über welches das von einer Drucksittelquelle geförderte Druckmittel in Arbeitsstellung mindestens teilweise zum Verbraucher, in Neutralstellung dagegen zu einem Behälter fliesst und bei der von der Druckmittelauelle (10) eine Leitungsverbindung (14, 39) unmittelbar zum Verbraucher (40) führt, In der eine Drossel (4; ;) angeordnet ist und der an dieser erzeugte Differenzdruck an der 3rucs- waage (20) wirksam ist, über die eine Verbindung zum 3ehäl- ter herstellbar ist,sowie mit einem von einer Feder (46) belasteten Schieberventil (45), dadurch gekennzeichnet, dass zum Schieberventil zwei von der Leitungsverbindung (14, 39) und beidseits von der Drossel (41) ausgehende Leitungen (55, 53) führen, die Verbindungen (54; 56, 57) zum Wege- ventil (26) haben und eine von ihnen eine Verbindung über wenigstens eine Drossel (59, 60) zu der der Feder gegen- überliegenden Stirnseite des Schieberventils. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung (56, 57) zwei hintereinander geschaltete Drosseln (59, 60) angeordnet sind. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet. dass die Druckwaage (20) als Sitzventil ausgebildet ist und einen von einer Feder (21) belasteten Ventil körper (18) aufweist und dass von den die Feder aufnehmenden, von Druck hinter der Drossel (41) belasteten Raum (22) eine zum Wegeventil (26) verlaufende Leitungsverbindung (23) ausgeht und dort an einer Ringnut (24) mündet, welche mittals eines am Steuerschieber des Wegeventils ausgebildeten Bundes (32) mit einer Leitung (38) verbindbar ist, die zur Druckleitung (14) der Pumpe führt. 4 Einrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass von der zur Ringnut (33) führenden Leitung (38) eine Leitung (53) ausgeht, die zu einer Ringnut (50) des Schieberventils (45) führt, die mittels dessen Steuerschieber mit einer zweiten Ringnut (51) in Verbindung bringbar ist, dass von einer dieser beiden Ring- nuten eine die beiden Drosseln (59, 60). enthaltende Leitungsverbindung (56, 57) einerseits zum Wegeventil (26) führt, andererseits zu der der Feder (46) gegenüberliegen- den Stirnseite des Schieberventils (45), und dass von der anderen Ringnut eine Leitungsverbindung (5a! ausgeht, die in die Leitung (56) zwischen den beiden Drosseln (5s, 60) nünde. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Verbindung zu ier der Feder gegenüberliegenden Stirnseite des Schieberventils angeordneten Drosseln (66, 60) parallel zueinander geschaltet sind.

Inventors: SCHWERIN, GUNTHER, Schwerin, Günther
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1982
Main classification: F15B11
IPC codes: F15B11