| (19) |
 |
|
(11) |
EP 0 777 829 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
| (45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
|
05.12.2001 Patentblatt 2001/49 |
| (22) |
Anmeldetag: 24.02.1996 |
|
| (51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)7: F15B 13/044 |
| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
|
PCT/DE9600/314 |
| (87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
|
WO 9701/041 (09.01.1997 Gazette 1997/03) |
|
| (54) |
ELEKTROHYDRAULISCHE STEUEREINRICHTUNG FÜR EINEN DOPPELTWIRKENDEN VERBRAUCHER
ELECTRO-HYDRAULIC CONTROL DEVICE FOR A DOUBLE ACTING CONSUMER
DISPOSITIF DE COMMANDE ELECTRO-HYDRAULIQUE POUR UN CONSOMMATEUR A DOUBLE ACTION
|
| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
|
AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE |
| (30) |
Priorität: |
22.06.1995 DE 19522746
|
| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
|
11.06.1997 Patentblatt 1997/24 |
| (73) |
Patentinhaber: ROBERT BOSCH GMBH |
|
70442 Stuttgart (DE) |
|
| (72) |
Erfinder: |
|
- SANDAU, Hartmut
D-71701 Schwieberdingen (DE)
|
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 110 126
|
DE-A- 4 140 604
|
|
| |
|
|
|
|
| |
|
| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
Stand der Technik
[0001] Die Erfindung geht aus von einer elektrohydraulischen Steuereinrichtung für einen
doppeltwirkenden Verbraucher nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher angegebenen
Gattung.
[0002] Es ist schon eine solche elektrohydraulische Steuereinrichtung aus der EP 0 110 126
A1 bekannt, bei der zur Steuerung eines doppeltwirkenden Verbrauchers ein längsbeweglicher
Steuerschieber für eine 4/3-Funktion von zwei entgegengesetzt am Gehäuse angeordneten
Magneten betätigbar ist. Um die Leckage gering zu halten, ist jeder Verbraucheranschluß
durch ein hydraulisch gesteuertes Sperrventil in Sitzventilbauart abgesichert, wobei
die Vorsteuerung dieser Sperrventile von denjenigen Stößeln übernommen wird, welche
die Schaltbewegung der Magnete auf den Steuerschieber übertragen. Neben den Funktionen
Heben, Halten und Senken kann durch gleichzeitige Erregung beider Magnete zusätzliche
eine vierte Stellung für einen Freigang erreicht werden. Zudem läßt sich die Steuereinrichtung
auch zur Steuerung eines einfach wirkenden Verbrauchers verwenden. Von Nachteil bei
dieser Steuereinrichtung ist nun, daß sie mit reinen Schaltmagneten arbeitet und daher
keine feinfühlige, proportionale Volumenstromsteuerung möglich ist. Zudem führt die
Ausbildung der Stößel als Vorsteuerglieder zu einer relativ aufwendigen Bauweise.
Die Anordnung der Schaltmagnete auf einander entgegengesetzten Gehäuseseiten in Verbindung
mit dem 4/3-Längsschieber und den zur Vorsteuerung dienenden Stößeln führt zu einer
sehr langen Bauweise in der Schieberachse, was die Steuereinrichtung für Mobilanwendung
ungünstig macht.
[0003] Ferner ist: aus der DE 41 40 604 A1 eine elektrohydraulische Steuervorrichtung bekannt,
die mit einem Proportionalmagneten arbeitet und zum Feinsteuern von Volumenströmen
geeignet ist. Dabei wird das in einem Hauptventilglied angeordnete Vorsteuerventilglied
vom Proportionalmagnet betätigt und arbeitet nach Art einer Folgesteuerung mit dem
Hauptventilglied zusammen, so daß kurze Ansprechzeiten und somit ein gutes Regelverhalten
erreicht wird. Die Ventilglieder für Haupt- und Vorsteuerstufe sind als Sitzventile
ausgebildet, so daß die Leckage gering gehalten wird. Auch ist die Steuervorrichtung
so aufgebaut, daß keine separate Steuerölversorgung notwendig ist. Ungünstig bei dieser
Steuereinrichtung ist, daß sie nur eine 2/2-Funktion ausführen kann und sich daher
in dieser Form nicht zur Steuerung eines doppeltwirkenden Verbrauchers eignet.
Vorteile der Erfindung
[0004] Die erfindungsgemäße elektrohydraulische Steuereinrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß sie bei proportionaler
Arbeitsweise einen doppeltwirkenden Verbraucher mit geringer Leckage steuern kann.
Die Magnetventile ermöglichen aufgrund der gewählten Schieberantriebe geringe Ansprechzeiten,
was zu einem guten Regelverhalten der Steuereinrichtung führt. Die Steuereinrichtung
kann mit nur zwei Magneten insgesamt vier Arbeitsstellungen erreichen, so daß neben
den üblichen Funktionen Heben, Halten und Senken durch Erregen beider Magneten eine
vierte Stellung als Freigang möglich ist; die Schaltfolge ist dabei beliebig. Die
Steuereinrichtung arbeitet ohne eine separate Steuerölversorgung und kann zudem auch
für einen einfachwirkenden Verbraucher eingesetzt werden. Ferner baut die Steuereinrichtung
kompakt und eignet sich daher für mobile Anwendungsfälle.
[0005] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen
und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Steuereinrichtung möglich. Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die zur Regelung des Volumenstromes dienenden Magnetventile
gemäß den Ansprüchen 2 bis 9 ausgeführt werden, wodurch sich die angegebenen Ziele
besonders günstig erreichen lassen. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Sperrventile
nach den Ansprüchen 10 bis 12 ausgeführt werden, was eine sichere Betriebsweise der
Steuereinrichtung ermöglicht und eine platzsparende und kostengünstige Bauweise erlaubt.
Bei einer Ausbildung nach Anspruch 13 kann die Steuereinrichtung zur Verwendung in
einem LS-System ausgeführt werden. Ferner ist es günstig, wenn die Magnete gemäß Anspruch
14 auf einer Seite eines Gehäuses angeordnet werden, so daß ohne großen Aufwand zusätzlich
eine mechanische Betätigung möglich ist; auch wird dadurch eine platzsparende Bauweise
begünstigt. Fernerhin ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse gemäß den Ansprüchen 15
oder 17 ausgeführt wird, so daß die notwendigen Ventilsitze für die Hauptventilglieder
in dem Gehäuse kostengünstig herstellbar sind. Zweckmäßig sind ferner Ausbildungen
nach den Ansprüchen 16, 18 und 19, wobei die Lage der Sperrventile im Gehäuse zu einer
platzsparenden Bauform führt, wobei die kurzen Kanäle auch das Regelverhalten positiv
beeinflussen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen,
der Beschreibung sowie der Zeichnung.
Zeichnung
[0006] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Schaltbild der elektrohydraulischen
Steuereinrichtung für einen doppeltwirkenden Verbraucher in vereinfachter Darstellung,
Figur 2 einen Längsschnitt durch ein proportional arbeitendes Magnetventil in vereinfachter
konstruktiver Ausführung, wie es in Figur 1 als Schaltbild dargestellt ist, Figur
3 einen Teil der Steuereinrichtung nach Figur 1 mit den Sperrventilen in einem vereinfachten
Steuerkreis, Figur 4 einen Längsschnitt durch ein einzelnes Sperrventil in einfacher
konstruktiver Ausführung und in vergrößertem Maßstab, Figur 5 einen Schnitt nach V-V
in Figur 4, Figur 6 einen Längsschnitt durch die Steuereinrichtung nach Figur 1 in
vereinfachter konstruktiver Ausführungsform, wobei dieser Längsschnitt nach VI-VI
in Figur 7 verläuft, Figur 7 einen Querschnitt nach VII-VII in Figur 6, Figur 8 einen
Querschnitt nach VIII-VIII in Figur 6, Figur 9 einen Schnitt nach IX-IX in Figur 7
und Figur 10 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines proportional
arbeitenden Magnetventils zur Verwendung in der Steuereinrichtung nach Figur 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
[0007] Die Figur 1 zeigt als Schaltbild eine elektrohydraulische Steuereinrichtung 10 zur
Steuerung eines doppeltwirkenden Verbrauchers 11 in vereinfachter Darstellung, wie
sie für LS-Systeme verwendbar ist. Die Steuereinrichtung 10 weist ein erstes Magnetventil
12 sowie ein baugleiches, zweites Magnetventil 13 auf. Beide Magnetventile 12, 13
sind als proportional arbeitende Ventile mit einer 4-Wege-2-Stellungs-Funktion ausgebildet,
die jeweils von einem Proportional-Magneten 14 bzw. 15 betätigbar sind. Jedes Magnetventil
12, 13 ist von seinem Magneten 14 bzw. 15 gegen die Kraft einer Feder 16 aus seiner
Ausgangsstellung 17 in eine Arbeitsstellung 18 verstellbar, wobei proportional zur
elektrischen Eingangsgröße der Volumenstrom über das Magnetventil 12 bzw. 13 stetig
steuerbar ist.
[0008] Die untereinander gleichen Magnetventile 12, 13 haben jeweils einen mit P bezeichneten
Zulaufanschluß 19, die beide an eine Verstellpumpe 21 angeschlossen sind, welche sie
mit Druckmittel versorgt. Ferner hat jedes Magnetventil 12, 13 einen mit R bezeichneten
Rücklaufanschluß 22, die zu einem Tank 23 entlastet sind. Ferner weist jedes Magnetventil
12, 13 einen mit A bezeichneten ersten Motoranschluß 24 auf, sowie einen mit B bezeichneten
zweiten Motoranschluß 25. In der dargestellten Ausgangsstellung 17 ist der Zulaufanschluß
19 hydraulisch gesperrt, der erste Motoranschluß 24 mit dem Rücklaufanschluß 22 verbunden
und der zweite Motoranschluß 25 durch eine Sitzventilfunktion 26 des Magnetventils
12, 13 abgesichert. Bei Auslenkung in Arbeitsstellung 18 wird der Zulaufanschluß 19
mit dem ersten Motoranschluß 24 verbunden, während der zweite Motoranschluß 25 zum
Rücklaufanschluß 22 entlastet wird, wobei diese Verbindungen stetig steuerbar sind.
[0009] In der Steuereinrichtung 10 führt vom ersten Motoranschluß 24 am ersten Magnetventil
12 ein erster Arbeitskanal 27 zu einem ersten Verbraucheranschluß 28, wobei in diesen
Arbeitskanal 27 ein hydraulisch steuerbares, erstes Sperrventil 29 geschaltet ist.
Das Sperrventil 29 ist dabei als gesteuertes Rückschlagventil ausgebildet, wobei dessen
Einlaß 31 mit dem ersten Motoranschluß 24 in Verbindung steht, während dessen Auslaß
32 zum ersten Verbraucheranschluß 28 hin Verbindung hat, während ein Steueranschluß
33 über eine erste Steuerleitung 34 mit Druck beaufschlagbar ist. Vom zweiten Motoranschluß
25 des ersten Magnetventils 12 führt ein erster Senkenkanal 35 unter Umgehung der
Sperrventile zu einem zweiten Verbraucheranschluß 36.
[0010] In entsprechender Weise wie beim ersten Magnetventil 12 führt beim zweiten Magnetventil
13 vom ersten Motoranschluß 24 ein zweiter Arbeitskanal 37 zu dem zweiten Verbraucheranschluß
36, wobei in diesen Arbeitskanal 37 ein zweites Sperrventil 38 geschaltet ist, das
mit dem ersten Sperrventil 29 baugleich ist. Vom zweiten Motoranschluß 25 des zweiten
Magnetventils 13 führt ein zweiter Senkenkanal 41 unter Umgehung der Sperrventile
29, 38 zum ersten Verbraucheranschluß 28.
[0011] Die Steuereinrichtung 10 weist ferner ein Wechselventil 42 auf, dessen Schieber 43
eine federzentrierte Mittelstellung hat. Das Wechselventil 42 ist mit seinen stirnseitigen
Druckanschlüssen 44, 45 an den ersten bzw. zweiten Arbeitskanal 27 bzw. 37 angeschlossen,
jeweils stromaufwärts der Sperrventile 29, 38, während sein Mittelanschluß 46 den
jeweiligen maximalen Lastdruck zur Verstellpumpe 21 meldet oder bei fehlendem Druck
bzw. gleichen Drücken diesen Mittelanschluß 46 zu einem Tankanschluß 47 entlastet.
[0012] Die Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein vereinfacht in konstruktiver Form
ausgeführtes erstes Magnetventil 12, wie es in Figur 1 lediglich schematisch dargestellt
ist. Dabei wird ausdrücklich die Bauweise der Steuervorrichtung nach DE 41 40 604
A1 als bekannt vorausgesetzt, aus der wesentliche Bauelemente und ihre Wirkungsweise
entnehmbar sind. Bei dem Magnetventil 12 nach Figur 2 werden gleiche Bauelemente wie
in Figur 1 auch mit gleichen Bezugszeichen versehen.
[0013] In Figur 2 weist das Magnetventil 12 in einem Gehäuse 50 eine durchgehende, mehrfach
abgesetzte Schieberbohrung 51 auf, in der nebeneinander durch ringförmige Erweiterungen
eine Zulaufkammer 52, eine erste Motorkammer 53, eine Rücklaufkammer 54, eine Zwischenkammer
55 sowie eine zweite Motorkammer 56 ausgebildet sind. Diese Kammern stehen in entsprechender
Weise mit dem zugeordneten Zulaufanschluß 19, (P) dem ersten Motoranschluß 24 (A),
dem Rücklaufanschluß 22 (R) bzw. dem zweiten Motoranschluß 25 (B) in Verbindung. In
dieser Schieberbohrung 51 ist ein Hauptsteuerglied 57 geführt, das in seinem Inneren
ein Vorsteuerglied 58 aufnimmt, das von dem Anker 70 des Proportional-Magneten 14
gegen die Kraft der Feder 16 betätigbar ist. Hauptsteuerglied 57 und Vorsteuerglied
58 arbeiten nach Art einer Folgesteuerung zusammen, wobei beide Steuerglieder 57,
58 zum sicheren Abdichten der zweiten Motorkammer 56 mit Sitzventilfunktionen arbeiten.
Das Hauptsteuerglied 57 weist zu diesem Zweck an seinem vom Magneten 14 abgewandten
Ende einen Hauptventilkegel 59 auf, der mit einem gehäusefesten Sitz 60 zwischen zweiter
Motorkammer 56 und der Zwischenkammer 55 zusammenarbeitet. Das Hauptsteuerglied 57
begrenzt mit seinem Hauptventilkegel 59 stirnseitig einen Druckraum 61, wodurch eine
erste kreisförmige Druckfläche 62 gebildet ist, die das Hauptsteuerglied 57 in Richtung
seiner Ausgangsstellung 17 belastet. Ferner ist der Hauptventilkegel 59 so ausgebildet,
daß er eine vom Druck in der zweiten Motorkammer 56 beaufschlagte erste Differenzfläche
63 bildet, welche das Hauptsteuerglied 57 in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Die Verbindung
von der zweiten Motorkammer 56 über die Zwischenkammer 55 zur Rücklaufkammer 54 wird
stromabwärts vom Hauptventilkegel 59 durch einen ersten Kolbenabschnitt 64 mit Feinsteuerfasen
65 gesteuert. Am Hauptsteuerglied 57 ist im Abstand von diesem ersten Kolbenabschnitt
64 im Bereich der ersten Motorkammer 53 ein zweiter Kolbenabschnitt 66 ausgebildet,
der mit einer zweiten Steuerkante 67 und zugeordneten Feinsteuernuten 68 die Verbindung
von der Zulaufkammer 52 zur ersten Motorkammer 53 steuert. Das dem Magnet 14 zugewandte
Ende des Hauptsteuerglieds 57 ist so ausgebildet, daß es eine vom Druck im Zulaufanschluß
19 beaufschlagte zweite Differenzfläche 69 bildet, welche bei Druckbeaufschlagung
zusammen mit der ersten Druckfläche 63 das Hauptsteuerglied 57 in Öffnungsrichtung
belastet. Am Hauptsteuerglied 57 weist der zweite Kolbenabschnitt 66 eine dritte Steuerkante
71 auf, welche in der dargestellten Ausgangsstellung 17 die erste Motorkammer 53 mit
der Rücklaufkammer 54 verbindet.
[0014] Das Vorsteuerglied 58 weist zur Steuerung des Steuerölstroms vom Druckraum 61 zur
Rücklaufkammer 54 eine die Feinsteuerung übernehmende Schieberkante 72 und einen die
sichere Abdichtung übernehmenden Vorsteuerkegel 73 auf, die hintereinander in den
Steuerölstrom geschaltet sind. Das Vorsteuerglied 58 ist druckausgeglichen ausgeführt
und wird von der sich gehäusefest abstützenden Feder 16 in Richtung Ausgangsstellung
17 belastet, wobei es sich mit seinem Vorsteuerkegel 73 am zugeordneten Ventilsitz
im Hauptsteuerglied 57 abstützt. Der Druckraum 61 kann welchselweise mit Druckmittel
beaufschlagt werden; der Druck in der Zulaufkammer 52 kann über eine Längsbohrung
74 und ein gehäusefestes Rückschlagventil 75 mit Zulaufdrossel 79 in den Druckraum
61 gelangen. Bei höherem Lastdruck in der zweiten Motorkammer 56 gelangt Druckmittel
über ein zweites, im Hauptventilkegel 59 angeordnetes Rückschlagventil 76 mit Zulaufdrossel
79 in den Druckraum 61. Für den Ablauf des Steuerdruckmittels aus dem Druckraum 61
über das Vorsteuerglied 58 sind im Hauptsteuerglied 57 Querbohrungen 77 angeordnet,
die im Bereich zwischen den beiden Kolbenabschnitten 64 und 66 liegen.
[0015] Die Wirkungsweise der elektrohydraulischen Steuereinrichtung 10 wird wie folgt erläutert,
wobei auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen wird.
[0016] In einer ersten Stellung Neutral sind die beiden Proportional-Magnete 14, 15 stromlos
und die Magnetventile 12 bzw. 13 nehmen ihre jeweilige Ausgangsstellung 17 ein. Damit
ist ihr Zulaufanschluß 19 blockiert, wie dies in Figur 2 durch die zweite Steuerkante
67 am zweiten Kolbenabschnitt 66 dargestellt ist. Ferner ist in der Ausgangsstellung
17 bei jedem Magnetventil 12, 13 der erste Motoranschluß 24 zum Rücklaufanschluß 22
entlastet, wobei in Figur 2 die dritte Steuerkante 71 am zweiten Kolbenabschnitt 66
die Verbindung von der ersten Motorkammer 53 zur Rücklaufkammer 54 aufsteuert. Weiterhin
ist in dieser Ausgangsstellung 17 der zweite Motoranschluß 25 durch die Sitzventilfunktion
26 der Magnetventile 12 bzw. 13 abgesichert, um einen Leckölstrom gering zu halten.
Dabei wird der Hauptventilkegel 59 durch den im Druckraum 61 herrschenden Druck auf
den zugehörigen Ventilsitz 60 gedrückt, da der höhere von den in der zweiten Motorkammer
56 bzw. in der Zulaufkammer 52 herrschenden Drücken über die Rückschlagventile 76
bzw. 75 in den Druckraum 61 gelangen kann und dort die große Druckfläche 62 beaufschlagt.
Die schließende Kraft auf das Hauptsteuerglied 57 ist dabei auf jeden Fall größer
als die öffnenden Kräfte, die vom Druck im zweiten Motoranschluß 25 auf die erste
Differenzfläche 63 und/oder vom Druck in der Zulaufkammer 52 auf die zweite Differenzfläche
69 ausgeübt werden kann. Ferner ist der Druckraum 61 durch den Vorsteuerkegel 73 am
Vorsteuerglied 58 sicher abgedichtet. Das Vorsteuerglied 58 selbst wird durch die
sich gehäusefest abstützende Feder 16 auf einen zugeordneten Ventilsitz im Hauptsteuerglied
57 gedrückt.
[0017] In dieser Neutralstellung entlasten die Magnetventile 12, 13 ihre angrenzenden Abschnitte
der Arbeitskanäle 27 bzw. 37, so daß der Einlaß 31 an jedem Sperrventil 29 bzw. 38
drucklos ist. Über die kreuzweise verlaufenden Steuerleitungen 34, 39 sind auch die
Steueranschlüsse 33 beider Sperrventile 29, 38 druckentlastet. Die Schließglieder
der Sperrventile 29, 38 werden von ihrer Feder jeweils in ihre Sperrstellung gedrückt,
so daß der Außlaß 32 hydraulisch blockiert ist. Damit ist auch der erste Verbraucheranschluß
28 durch das erste Sperrventil 29 und die Sitzventilfunktion 26 im zweiten Magnetventil
13 hydraulisch abgesperrt, während der zweite Verbraucheranschluß 36 vom zweiten Sperrventil
38 und von der Sitzventilfunktion 26 im ersten Magnetventil 12 abgesperrt wird. Im
doppeltwirkenden Verbraucher 11 ist somit die Kolbenstange 78 hydraulisch blockiert.
[0018] In der zweiten Arbeitsstellung Heben, die hier einem Ausfahren der Kolbenstange 78
im Verbraucher 11 entspricht, wird der Proportional-Magnet 14 des ersten Magnetventils
12 bestromt, wodurch eine proportionale Volumenstromregelung zum Verbraucher 11 möglich
ist. Der Magnet 15 am zweiten Magnetventil 13 bleibt dabei stromlos. Wenn das erste
Magnetventil 12 in seine Arbeitsstellung 18 gesteuert wird, so verbindet es den Zulaufanschluß
19 mit dem ersten Motoranschluß 24, so daß Druckmittel von der Verstellpumpe 21 über
das Magnetventil 12 in den ersten Arbeitskanal 27 und über das sich öffnende Sperrventil
29 zum ersten Verbraucheranschluß 28 und damit in den Zylinderraum des Verbrauchers
11 strömen kann. Das erste Sperrventil 29 wirkt dabei als reines Rückschlagventil,
da sein Steueranschluß 33 über die erste Steuerleitung 34, einen Abschnitt des zweiten
Arbeitskanals 37 und das zweite Magnetventil 13 zum Tank entlastet ist. Zugleich sperrt
das zweite Magnetventil 13 den zweiten Senkenkanal 41 mit seiner Sitzventilfunktion
26 ab. Druckmittel aus dem Ringraum des Verbrauchers 11 strömt über den zweiten Verbraucheranschluß
36, den ersten Senkenkanal 35 zum zweiten Motoranschluß 25 am ersten Magnetventil
12, von dem es zum Tank 23 abgeführt wird. Der zwischen erstem Magnetventil 12 und
erstem Sperrventil 29 im ersten Arbeitskanal 27 herrschende Druck baut sich über die
zweite Steuerleitung 39 auch im Steueranschluß 33 am zweiten Sperrventil 38 auf, wodurch
dieses als gesperrtes Rückschlagventil arbeitet und seinen Auslaß 32 gegenüber dem
Einlaß 31 absperrt. Der im ersten Arbeitskanal 27 herrschende Druck gelangt über den
Druckanschluß 44 in das Wechselventil 42, dessen anderer Druckanschluß 45 zum Tank
entlastet ist. Der Schieber 43 des Wechselventils 42 wandert in seine rechte Endstellung,
wobei der Druck vom ersten Druckanschluß 44 über den Mittelanschluß 46 in die Lastdruckleitung
zur Verstellpumpe 21 geführt wird, während der Tankanschluß 47 blockiert ist. Die
Steuereinrichtung 10 kann somit in an sich bekannter Weise als LS-System arbeiten.
[0019] Beim Auslenken des Magnetventils 12 in Stellung Heben, also in die Arbeitsstellung
18, würde die Kraft des Proportional-Magneten 14 für die direkte Steuerung der hier
zu betrachtenden hydraulischen Leistung nicht ausreichen. Aus diesem Grund benötigt
das Hauptsteuerglied 57 einen zusätzlichen Antrieb, der hier nach Art einer Folgesteuerung
ausgeführt ist. Das im Hauptsteuerglied 57 angeordnete Vorsteuerglied 58 ist zu diesem
Zweck druckausgeglichen ausgeführt und wird in Figur 2 vom Anker 59 des Proportional-Magneten
14 lediglich gegen die Kraft der Feder 16 in seine Arbeitsstellung 18, also nach links
in Figur 2, ausgelenkt. Dabei öffnet dessen Vorsteuerkegel 73 die Verbindung vom Druckraum
61 über das Vorsteuerglied 58 und die Querbohrungen 77 zur Rücklaufkammer 54. Während
der Vorsteuerkegel 73 die dichte Absperrung übernimmt, sorgt die Schieberkante 72
am Vorsteuerglied 58 für eine Feinsteuerung dieses Steuerölstromes, um somit den Druck
im Druckraum 61 stetig zu steuern. Wird diese Steuerölverbindung über die Schieberkante
72 und den Vorsteuerkegel 73 aufgesteuert, so sinkt der Druck im Druckraum 61 und
damit auch die schließende Kraft auf das Hauptsteuerglied 57. Der auf die erste Differenzfläche
63 wirkende Lastdruck in der zweiten Motorkammer 56 und der auf die zweite Differenzfläche
69 wirkende Zulaufdruck in der Zulaufkammer 52 bewegen das Hauptsteuerglied 57 in
Figur 2 nach links, wobei das Hauptsteuerglied 57 in an sich bekannter Weise nach
Art der Folgesteuerung dem Vorsteuerglied 58 folgt. Bei dieser Öffnungsbewegung hebt
der Hauptventilkegel 59 vom gehäusefesten Ventilsitz 60 ab und verbindet die zweite
Motorkammer 56 mit der Zwischenkammer 55, die ihrerseits über die Feinsteuerphasen
65 zu der Rücklaufkammer 54 entlastet wird. Die Größe des Volumenstroms vom zweiten
Motoranschluß 25 zum Rücklaufanschluß 22 wird stetig und damit porportional zum Stromwert
am Magnet 14 geregelt. Bei dieser Öffnungsbewegung des Hauptsteuergliedes 57 sperrt
dessen dritte Steuerkante 71 am zweiten Kolbenabschnitt 66 die Verbindung von der
ersten Motorkammer 53 zur Rücklaufkammer 54 ab, während gleichzeitig die zweite Steuerkante
67 die Verbindung von der Zulaufkammer 52 zur ersten Motorkammer 53 aufsteuert. Die
Größe des Volumenstromes wird dabei von den Feinsteuernuten 68 gesteuert. Während
dieses Steuervorgangs wird durch die beiden kleinen Rückschlagventile 75 bzw. 76,
die jeweils in Reihe mit zwei zugeordneten Zulaufdrosseln 79 liegen, der höhere Druck
für den Antrieb des Hauptsteuerglieds 57 ausgewählt. Dies ist entweder der Pumpendruck
in der Zulaufkammer 52 oder der Lastdruck in der zweiten Motorkammer 56, vor allem,
wenn eine ziehende Last vorherrscht. Dieser höhere Druck wirkt stets auf die große
Druckfläche 62 und ruft die schließende Kraft an ihm hervor. Mit dem ersten Magnetventil
14 wird somit in der Stellung "Heben" ein Volumenstrom zum und vom doppeltwirkenden
Verbraucher 11 gesteuert. Die Arbeitsstellung 18 erstreckt sich dabei über einen Bereich
des Hubes des Hauptsteuergliedes 57, so daß der Volumenstrom proportional zum Stromwert
am Magneten 14 steuerbar ist.
[0020] In der dritten Stellung Senken, die einem Einfahren der Kolbenstange 78 am Verbraucher
11 entspricht, wird lediglich das zweite Magnetventil 13 betätigt, während das erste
Magnetventil 12 nicht erregt ist. Der Volumenstrom fließt dann in entsprechend umgekehrter
Richtung zum bzw. vom doppeltwirkenden Verbraucher 11. Dabei wird Druckmittel von
der Verstellpumpe 21 über das in Arbeitsstellung 18 befindliche, zweite Magnetventil
13, den zweiten Arbeitskanal 37, das als Rückschlagventil arbeitende, zweite Sperrventil
38 zum zweiten Verbraucheranschluß 36 und weiter in den Ringraum des Verbrauchers
11 gesteuert. Gleichzeitig fließt Druckmittel aus dem Zylinderraum des Verbrauchers
11 über den ersten Verbraucheranschluß 28 und den zweiten Senkenkanal 41 sowie das
zweite Magnetventil 13 zum Tank 23 ab. Das erste Sperrventil 29 arbeitet dabei als
gesperrtes Rückschlagventil, während das Wechselventil 42 seine andere Endstellung
einnimmt und den Druckanschluß 45 mit dem Mittelanschluß 46 und damit der Verstellpumpe
21 verbindet. Das zweite Magnetventil 13 arbeitet dabei in gleicher Weise, wie das
baugleiche erste Magnetventil 12 nach Art der geschilderten Folgesteuerung.
[0021] Für die vierte Stellung der Steuereinrichtung 10, nämlich Freigang, werden die Magnete
14, 15 beider Magnetventile 12, 13 gleichzeitig maximal bestromt und damit in ihre
Arbeitsstellungen 18 ausgelenkt. Damit herrscht in den beiden Arbeitskanälen 27 und
37 in deren Abschnitten stromaufwärts der Sperrventile 29 bzw. 38 der gleiche Druck.
Dieser Druck liegt über die kreuzweise geführten Steuerleitungen 34. bzw. 39 an den
Steueranschlüssen 33 beider Sperrventile 29 bzw. 38 an, wodurch diese als gesperrte
Rückschlagventile arbeiten. Durch die Druckgleichheit bleibt auch der Schieber 43
des Wechselventils 42 in der gezeichneten Mittelstellung, so daß der Mittelanschluß
46 zum Tankanschluß 47 entlastet ist, während die Druckanschlüsse 44, 45 gesperrt
sind. Dies bedeutet kein LS-Signal an die Druckversorgung der Verstellpumpe 21 und
damit auch keine Druckerhöhung. Die beiden Senkenkanäle 35 bzw. 41 sind durch die
zugeordneten Magnetventile 12 bzw. 13 zum Tank 23 entlastet, so daß für den doppeltwirkenden
Verbraucher 11 Freigang besteht.
[0022] Mit der Steuereinrichtung 10 läßt sich darüberhinaus eine einfach wirkende Funktion
realisieren, wenn zum Beispiel anstelle des doppeltwirkenden Verbrauchers 11 ein einfachwirkender
Verbraucher lediglich an den ersten Verbraucheranschluß 28 angeschlossen ist, während
der zweite Verbraucheranschluß 36 nicht benutzt wird. Dann läßt sich die Stellung
Neutral wie bisher erreichen, wenn beide Magnete 14, 15 nicht erregt sind. Eine Stellung
Heben läßt sich durchführen, indem lediglich das erste Magnetventil 12 bestromt wird.
Die Stellung Senken läßt sich durchführen, indem beide Magnetventile 12, 13 bestromt
werden, wobei das Ventil 13 nur entsprechend dem gewünschten Senkenstrom ausgelenkt
wird.
[0023] Mit der vorliegenden Steuereinrichtung 10 läßt sich somit neben einer doppeltwirkenden
Funktion auch eine einfach wirkende Funktion realisieren, wobei bei Verwendung zweier
Magneten insgesamt vier Arbeitsstellungen möglich sind. Die Steuereinrichtung 10 arbeitet
dabei ohne separate Steuerdruckversorgung und infolge ihrer Sitzventilfunktionen mit
geringer Leckage. Bei Freigang oder bei Senken bei einfach wirkender Funktion ist
kein Entsperrdruck und damit auch keine Pumpendruckanhebung erforderlich. Infolge
der gewählten Schieberantriebe können die Magnetventile 12, 13 kurze Ansprechzeiten
erreichen, so daß die Steuereinrichtung 10 ein gutes Regelverhalten aufweist.
[0024] Die Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung einen Teil der Steuereinrichtung 10
mit den Sperrventilen 29, 38, die sich durch einen vereinfachten Steuerleitungskreis
81 unterscheiden. Um bei den Steuerleitungen 34, 39 nach Figur 1 deren sich kreuzende
Führung zu vermeiden, deren Ausbildungen in einem Ventilgehäuse unerwünscht ist, weist
nach Figur 3 der Steuerleitungskreis 81 eine Hauptsteuerleitung 82 auf, welche die
beiden Steueranschlüsse 33 beider Sperrventile 29, 38 miteinander verbindet. Ferner
ist in den Ventilkörpern 83 beider Sperrventile 29, 38 jeweils ein kleines Rückschlagventil
84 und parallel dazu eine Drossel 85 vorgesehen. Das kleine Rückschlagventil 84 im
Ventilkörper 83 dient dazu, daß beim Schalten eines Magnetventils 12 bzw. 13 das Sperrventil
29 bzw. 38 selbst als einfaches Rückschlagventil arbeiten kann und dabei relativ schnell
öffnen muß. Über die parallele Drossel 85 können nun die Sperrdrücke durch den Ventilkegel
83 hindurch auf dessen Rückseite geführt werden, so daß eine kreuzende Leitungsführung
entfällt. Wird nur ein Magnetventil, zum Beispiel 12, betätigt, so ist der Druck p1
im Einlaß 31 größer als der Druck p3 im Steueranschluß 33 und das Sperrventil 29 selbst
arbeitet als Rückschlagventil, wobei der Ventilkörper 83 vom Sitz abhebt. Werden beide
Magnetventile 12 und 13 gleichzeitig betätigt, so sind die Drücke p1 und p3 gleich
groß, so daß eine zugeordnete Feder 86 den Ventilkörper 83 geschlossen hält. Der Steuerleitungskreis
81 ist dadurch wesentlich vereinfacht, indem er mit einer einzigen Hauptsteuerleitung
82 auskommt. Diese Funktion der Sperrventile 29 und 38 bleibt erhalten, wenn nur in
einem der beiden Ventilkörper 83 eine Drossel 85 angeordnet ist.
[0025] Die Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein konstruktiv ausgeführtes Sperrventil
90, mit dem die Funktionen des in Figur 3 schematisch dargestellten Sperrventils 29
ausführbar sind. Die in Figur 1 und Figur 3 schematisch dargestellten Ventilkörper
sind so ausgeführt, daß ihr Verhältnis von Sitzdurchmesser zu Schaftdurchmesser 1
beträgt. Eine solche Ausführung setzt gehärtete Ventilsitze voraus, was bei einer
Ausführung des Steuerventils 10 in einem Gußgehäuse ungünstig ist. Um deshalb die
Funktion des Sperrventils 29 nach Figur 3 in einem Gußgehäuse leichter realisieren
zu können, ist das konstruktiv ausgeführte Sperrventil 90 nach Figur 4 als Differenzflächenventil
ausgebildet, das keinen exakten Sitzdurchmesser benötigt, sondern vielmehr mit einer
relativ breiten Sitzgeometrie arbeitet und dadurch mit einer geringen Flächenpressung
im Gußgehäuse auskommt. Zur Ausbildung als Differenzflächenventil weist das Sperrventil
90 einen hülsenförmigen Ventilkörper 91 auf, welcher die Verbindung vom Eingang 31
zum Ausgang 32 steuert und der auf einem bolzenförmigen Fortsatz 92 eines Sperrkolbens
93 dicht und gleitend geführt ist. Der Ventilkörper 91 stützt sich über eine Feder
94 am Sperrkolben 93 ab, an dessen Fortsatz 92 ein Bund 95 ausgebildet ist. Der Sperrkolben
93 ist in einer Gehäusebohrung 96 dicht und gleitend geführt und begrenzt einen die
Feder 94 aufnehmenden Raum 97, der über eine Drosselnut 98 mit dem Auslaß 32 Verbindung
hat. Im Sperrkolben 93 ist ein vom Einlaß 31 zum Steueranschluß 33 führender Durchgang
99 ausgebildet, in den ein an sich bekanntes Drosselrückschlagventil geschaltet ist.
Dabei wird die Funktion des Rückschlagventils 84 nach Figur 3 von einer dreieckigen
Scheibe 101 übernommen, in der zentrisch die Drossel 85 als kleine Bohrung ausgeführt
ist. In dem Querschnitt nach Figur 5 ist die Form dieser dreieckigen Scheibe 101 deutlich
erkennbar.
[0026] Mit diesem Sperrventil 90 nach Figur 4 kann die Funktion des Sperrventils 29 nach
Figur 3 konstruktiv realisiert werden, wobei am Steueranschluß 33 lediglich eine einzige
Hauptsteuerleitung 82 abgeht. Ist bei diesem Sperrventil 90 der Steueranschluß 33
entlastet und p3 gleich Null, so wird bei einem am Einlaß 31 ankommenden Volumenstrom
der Ventilkörper 91 öffnen und bei größerem Druck von p1 den Volumenstrom in den Auslaß
32 steuern, dessen Druck p2 kleiner als p1 ist. Wird dagegen der Steueranschluß 33
beaufschlagt und ist dessen Druck p3 gleich groß wie der Druck im Eingang 31 mit p1,
so blockiert das Sperrventil 90 die Verbindung zum Auslaß 32. Der Sperrkolben 93 wird
dabei vom Druck im Steueranschluß 33 gegen die Kraft der Feder 94 verschoben und stützt
sich mit seinem Bund 95 auf dem hülsenförmigen Ventilkörper 91 auf, wodurch letzterer
auf den zugeordneten gehäusefesten Ventilsitz gepreßt wird.
[0027] Die Figur 6 zeigt nun in Form eines Längsschnitts den konstruktiven Aufbau der Steuereinrichtung
10 nach Figur 1, wobei gleiche Bauelemente wie in den Figuren 1 bis 5 auch mit gleichen
Bezugszeichen versehen sind. Bei der Steuereinrichtung nach Figur 6 ist zusätzlich
zu der schematisch dargestellten Steuereinrichtung in Figur 1 im Gehäuse 50 eine Individual-Druckwaage
105 vorgesehen, die den beiden Magnetventilen 12 und 13 vorgeschaltet ist. Zur Erläuterung
der Steuereinrichtung nach Figur 6 wird auf die Figuren 7 bis 9 Bezug genommen, die
Querschnitte bzw. einen Schnitt nach den Linien VII-VII, VIII-VIII in Figur 6 bzw.
IX-IX in Figur 7 darstellen. Zudem ist der genaue Verlauf des Längsschnitts nach Figur
6 durch die Linie VI-VI in Figur 7 angegeben.
[0028] Bei der Steuereinrichtung 10 nach Figur 6 hat das Gehäuse 50 im wesentlichen eine
quaderförmige Form, da das Gerät für eine Scheibenbauweise in einem LS-System ausgelegt
ist. In dem Gehäuse sind die beiden Magnetventile 12 und 13 mit ihren Längsachsen
parallel zueinander so angeordnet, daß an einer Stirnfläche 106 beide Proportionalmagnete
14, 15 angebaut sind. Durch die gemeinsame Anordnung beider Magnete auf einer Seite
eignet sich die Steuereinrichtung 10 auch besonders vorteilhaft für eine mechanische
Betätigung. Am Gehäuse 50 ist entgegengesetzt zur Stirnfläche 106 eine ebene Einbaufläche
107 ausgebildet, zu der hin sich die beiden durchgehenden, mehrfach abgesetzten Schieberbohrungen
51 beider Magnetventile 12, 13 öffnen. Die Einbaufläche 107 wird von einem Deckel
108 abgedeckt, in dem der erste Verbraucheranschluß 28 ausgebildet ist, während der
zweite Verbraucheranschluß 36 im Gehäuse 50 selbst liegt. Beide Verbraucheranschlüsse
28, 36 sind zu einer Oberfläche 109 hin offen. In der im Gehäuse 50 näher zur Oberseite
109 hin liegenden Schieberbohrung 51 ist das erste Magnetventil 12 angeordnet, während
das zweite Magnetventil 13 in der darunterliegenden Schieberbohrung 51 liegt. Wie
aus Figur 6 näher hervorgeht, sind die Zulaufkammern 52 beider Magnetventile 12, 13
miteinander verbunden und führen zudem in die Druckwaage 105 hinein, die über den
Pumpenanschluß 111 von der Verstellpumpe 21 mit Druckmittel versorgt werden kann.
[0029] Wie die Figuren 7 und 8 näher zeigen, liegen die Magnetventile 12 und 13 in unterschiedlichen
Längsebenen, welche parallel zu den Flanschflächen 112 des Gehäuses 50 verlaufen.
Durch die im Abstand voneinander liegenden Längsebenen durch die Magnetventile 12,
13 können diese in Höhenrichtung gesehen näher zueinander angeordnet werden, was eine
kompakte Bauweise und kurze Kanäle ermöglicht. Wie ferner Figur 7 in Verbindung mit
Figur 9 näher zeigt, liegen die beiden Sperrventile 29, 38 sowie das Wechselventil
42 in einem Bereich des Gehäuses 50, der sich zwischen den beiden Magnetventilen 12
und 13 erstreckt. Dabei ist aus Figur 7 erkennbar, daß der Abstand zwischen den durch
die Sperrventile 29 und 38 verlaufenden Längsebenen noch erheblich größer ist als
der Abstand zwischen den Längsebenen durch die Magnetventile 12, 13. Zudem sind die
Sperrventile 29 und 38 höhenmäßig relativ zueinander versetzt angeordnet, um eine
besonders kompakte Bauweise zu ermöglichen. Aus Figur 7 wird deutlich, daß der zweite
Verbraucheranschluß 36 mit der zweiten Motorkammer 56 des ersten Magnetventils 12
und zusätzlich mit dem Auslaß 32 des zweiten Sperrventils 38 in Verbindung steht.
Ferner hat in der gleichen Schnittebene die zweite Motorkammer 56 des zweiten Wegeventils
13 nach oben hin mit dem Auslaß 32 des ersten Sperrventils 29 Verbindung und steht
zugleich über eine untere Ausbuchtung 113 sowie über einen Querkanal 114 und einen
lotrecht verlaufenden Arbeitskanal 115 mit dem ersten Verbraucheranschluß 28 in Verbindung.
[0030] Wie ferner aus Figur 8 hervorgeht, weist die erste Motorkammer 53 des ersten Magnetventils
12 eine schräg nach unten ragende, nierenförmige Ausbuchtung auf, so daß sie mit dem
Einlaß 31 des ersten Sperrventils 29 in Verbindung steht, wie dies aus Figur 9 näher
hervorgeht. Entsprechend weist die erste Motorkammer 53 des zweiten Magnetventils
13 eine schräg nach oben ragende, nierenförmige Ausbuchtung auf, so daß sie mit dem
Einlaß 31 des zweiten Sperrventils 38 Verbindung hat, wie Figur 9 näher zeigt. Die
Rücklaufkammern 54 beider Magnetventile 12 und 13 stehen über durchgehende Rücklaufkanäle
116 und eine nicht näher dargestellte Anschluß- oder Endplatte miteinander in Verbindung.
In entsprechender Weise wie die Rücklaufkanäle 116 durchdringt der Pumpenkanal 111
das Gehäuse 50.
[0031] Wie aus Figur 6 in Verbindung mit Figur 9 hervorgeht, wird durch diese Anordnung
der Magnetventile 12 und 13 und der Sperrventile 29 und 38 erreicht, daß alle gehäusefesten
Ventilsitze in den zwei Schieberbohrungen 51 der Magnetventile 12 und 13 sowie in
den Gehäusebohrungen 96 für die Sperrventile 29 und 38 zu der Einbaufläche 107 hin
offen sind und von dort aus gut bearbeitet werden können. Mit der konstruktiven Ausführung
der Steuereinrichtung 10 nach Figrur 6 lassen sich alle Funktionen und Vorteile erreichen,
wie sie im Zusammenhang mit der Steuereinrichtung nach Figur 1 dargestellt wurden.
Zudem führt die räumliche Anordnung beider Magnetventile 12, 13, beider Sperrventile
29, 38 und des Wechselventils 42 in dem Gehäuse 50 zu einer äußerst platzsparenden
und kompakten Bauweise, die sich besonders für mobile Einsatzfälle eignet. Wie ferner
aus Figur 9 hervorgeht, kann bei den Sperrventilen 29 und 38 auch auf die Funktion
des scheibenförmigen Rückschlagventils 101 ganz verzichtet werden und lediglich die
Drosselstelle 85 vorgesehen werden. Die Sperrventile 29 und 38 können dabei weiterhin
ihre Funktion ausüben, wobei jedoch der Druck in der dazwischenliegenden Hauptsteuerleitung
82 dann lediglich halb so groß ist, wie der Lastdruck.
[0032] Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 nach Figur 6 ist grundsätzlich gleich
wie diejenige nach Figur 1, wobei auch auf die Funktionsweise des Magnetventils 12
nach Figur 2 und des Sperrventils 90 nach Figur 4 ausdrücklich Bezug genommen wird.
Im folgenden sei daher nur kurz auf den Strömungsverlauf im Gehäuse 50 eingegangen,
wie er bei den Stellungen Heben und Senken entsteht. Wenn bei der Stellung Heben lediglich
das Magnetventil 12 betätigt ist, gelangt der vom Pumpenkanal 111 über die Druckwaage
105 in die Zulaufkammer 52 fließende Volumenstrom über die zweite Steuerkante 67 in
die erste Motorkammer 53. Wie aus Figur 8 hervorgeht, fließt dort der Volumenstrom
in die nierenförmige Ausnehmung nach unten und kann von dort zum Einlaß 31 des zweiten
Sperrventils 29 gelangen, wie dies aus Figur 9 hervorgeht. Dieses Sperrventil 29 öffnet
die Verbindung zu seinem Auslaß 32, von wo der Volumenstrom - wie dies aus Figur 7
erkennbar ist - über die zweite Motorkammer 56 am zweiten Magnetventil 13 weiter nach
unten in die taschenförmige Ausbuchtung 113 strömt, von wo er über den Querkanal 114
und den Arbeitskanal 115 im Deckel 108 zum ersten Verbraucheranschluß 28 gelangt.
Gleichzeitig wird der vom Verbraucher zurückfließende Volumenstrom in den zweiten
Verbraucheranschluß 36 gelenkt, von wo er über die zweite Motorkammer 56 des ersten
Magnetventils 12 und dessen geöffneten Hauptventilkegel 59 über die Zwischenkammer
55 und die Feinsteuerphasen 65 in die Rücklaufkammer 54 gelangen kann. Wie aus Figur
7 näher hervorgeht, gelangt dieser zurückfließende Volumenstrom auch zum Einlaß 32
des zweiten Sperrventils 38, das jedoch infolge der Druckbeaufschlagung über die Hauptsteuerleitung
82 als gesperrtes Rückschlagventil arbeitet und die Verbindung zu dessen Einlaß 31
blockiert.
[0033] Wenn in Stellung Senken nur das zweite Magnetventil 13 betätigt wird, fließt der
über die Druckwaage 105 kommende Volumenstrom von der gemeinsamen Zulaufkammer 52
in die erste Motorkammer 53 des zweiten Wegeventils 13. Wie die Figur 8 näher zeigt,
gelangt der Volumenstrom von dort über die schräg nach oben gerichtete Ausbuchtung
der ersten Motorkammer 53 in den Einlaß 31 des zweiten Sperrventils 38. Dieses arbeitet
als Rückschlagventil und öffnet die Verbindung zu seinem Auslaß 32, von wo der Volumenstrom
- wie dies Figur 7 näher zeigt - vorbei an der zweiten Motorkammer 56 des ersten Magnetventils
12 zum zweiten Verbraucheranschluß 36 strömt und weiter zum Verbraucher 11. Der vom
Verbraucher 11 abfließende Volumenstrom gelangt über den ersten Verbraucheranschluß
28, die Arbeitskanäle 115 und 114 in die taschenförmige Ausbuchtung 113 und weiter
in die zweite Motorkammer 56 des zweiten Magnetventils 13, über dessen geöffneten
Hauptventilkegel der Druckmittelstrom ebenfalls über die Zwischenkammer 55 zur Rücklaufkammer
54 abströmen kann. Die übrigen Funktionen des Wechselventils 42 und die Volumenströme
in Stellung Freigang sind aus Figur 1 erkennbar.
[0034] Die Figur 10 zeigt einen Längsschnitt durch eine andere konstruktive Ausführungsform
eines Magnetventils 120, wie es in der Steuereinrichtung 10 für die schematisch dargestellten
Magnetventile 12 und 13 verwendbar ist. Das Magnetventil 120 ist vom prinzipiellen
Aufbau insofern mit dem Magnetventil 12 nach Figur 2 vergleichbar, als es ein Hauptsteuerglied
121 und ein in diesem angeordnetes Vorsteuerglied 122 aufweist, die nach Art einer
Folgesteuerung zusammenarbeiten, wobei das Vorsteuerglied 122 von dem Anker 59 des
Proportionalmagneten 14 betätigt wird. Das Magnetventil 120 weist in dem Gehäuse 50
eine durchgehende, mehrfach abgesetzte Schieberbohrung 123 auf, in der durch ringförmige
Erweiterungen eine Zulaufkammer 124, eine erste Motorkammer 125, eine zweite Motorkammer
126, eine Zwischenkammer 127 sowie eine Rücklaufkammer 128 ausgebildet sind. Die Zulaufkammer
124 steht dabei mit dem Zulaufanschluß 19 (P) in Verbindung, die erste Motorkammer
125 mit dem ersten Motoranschluß 24 (A), die zweite Motorkammer 126 in entsprechender
Weise mit dem zweiten Motoranschluß 25 (B)und die Rücklaufkammer 128 mit dem Rücklaufanschluß
22 (R). In dem Bereich zwischen der Zwischenkammer 127 und der Rücklaufkammer 128
ist ein gehäusefester Ventilsitz 129 ausgebildet, der mit einem Hauptventilkegel 131
zusammenarbeitet, welcher an dem vom Magnet 14 abgelegenen Ende des Hauptsteuerglieds
121 angeordnet ist. Im Abstand davon weist das Hauptsteuerglied 121 einen ersten Kolbenabschnitt
132 mit Feinsteuerkerben 133 auf, welche die Verbindung zwischen der Zwischenkammer
127 und der zweiten Motorkammer 126 steuern. Die zweite Motorkammer 126 wird ferner
durch einen O-Ring 134 im Hauptsteuerglied 121 abgedichtet. An einem zweiten Kolbenabschnitt
135 im Bereich der ersten Motorkammer 125 ist eine zweite Steuerkante 136 mit angrenzenden
Feinsteuernuten 137 angeordnet, welche die Verbindung von der Zulaufkammer 124 zur
ersten Motorkammer 125 steuern. Eine dritte Steuerkante 138 am zweiten Kolbenabschnitt
135 dient zur Entlastung der ersten Motorkammer 125, wobei diese Entlastung über eine
Ausnehmung 139 in die Rücklaufkammer 128 erfolgt. Das in eine Sackbohrung 141 des
Hauptsteuerglieds 121 ragende Vorsteuerglied 122 steuert mit einer Schieberkante 142
eine Verbindung von der Zulaufkammer 124 zu einem stirnseitigen Druckraum 143, in
welchen das dem Magneten 14 zugewandte Ende des Hauptsteuerglieds 121 ragt. Die Sacklochbohrung
141 steht über eine Hauptdrosselbohrung 144 mit der Ausnehmung 139 in Verbindung,
in die ein Dämpfungskolben 145 eingepaßt ist. Eine in der Rücklaufkammer 128 angeordnete
Hauptfeder 146 drückt das Hauptsteuerglied 121 in seine Ausgangsstellung 17, wobei
sich sein Hauptventilkegel 131 am gehäusefesten Ventilsitz 129 abstützt. Ferner ist
auf der Seite des Magneten 14 in einen aufgeweiteten Abschnitt der Schieberbohrung
123 ein Ringeinsatz 147 gehäusefest eingebaut, an dem sich eine Feder 148 abstützt,
die andererseits das Vorsteuerglied 122 gegen den Anker 59 des Magneten 14 drückt.
[0035] Die Wirkungsweise des Magnetventils 120 ist im Prinzip ähnlich wie diejenige des
Magnetventils 12 nach Figur 2. Bei nicht erregtem Magnet 14 werden die in Figur 1
am Magnetventil 12 angegebenen Schaltverbindungen erreicht, wobei der zweite Motoranschluß
25 durch den Hauptventilkegel 131 dicht abgesperrt ist und dadurch die Sitzventilfunktion
26 erzielt. Für die Abdichtung des zweiten Motoranschlusses 25 zur ersten Motorkammer
125 hin sorgt der O-Ring 134, der auch als Gleitring oder Kolbenring ausgeführt werden
kann. Auch wäre ein langer enger Spalt an dieser Stelle als Dichtung möglich. Durch
Bestromen des Magneten 14 wird das Magnetventil 120 in eine Arbeitsstellung 18 ausgelenkt,
wobei das Vorsteuerglied 122 und das Hauptsteuerglied 121 nach Art einer Folgesteuerung
zusammenarbeiten. Das Vorsteuerglied 122 ist druckausgeglichen, so daß der Anker 59
lediglich die Kraft der Feder 147 überwinden muß. Über die Schieberkante 142 kann
das Vorsteuerglied 122 den Druck in dem Druckraum 143 erhöhen, so daß die öffnende
Kraft auf das Hauptsteuerglied 121 überwiegt und dieses gegen die Kraft der Hauptfeder
146 nach links in seine Arbeitsstellung gedrückt wird. Dabei hebt der Hauptventilkegel
131 von seinem zugeordneten Sitz 129 ab und mit den sich öffnenden Feinsteuerkerben
133 wird der von der zweiten Motorkammer 126 über die Zwischenkammer 127 zum Rücklauf
22 abströmende Volumenstrom in seiner Größe geregelt. Selbstverständlich geschieht
diese Steuerung des Volumenstroms proportional zur Größe des Stromsignals am Proportionalmagneten
14. Gleichzeitig mit dieser öffnungsbewegung wird von der dritten Steuerkante 138
die Verbindung von der ersten Motorkammer 125 über die Ausnehmung 139 zum Rücklauf
22 abgesteuert, während die zweite Steuerkante 136 gleichzeitig die Verbindung zum
Zulauf 19 öffnet. Über die Feinsteuernuten 137 kann der von der Zulaufkammer 124 zur
ersten Motorkammer 125 fließende Volumenstrom in seiner Größe geregelt werden. Der
Druck im Druckraum 143, dessen Größe die Öffnungsbewegung des Hauptsteuerglieds 121
bewirkt, wird durch einen ständig über die Drosselbohrung 144 zum Rücklauf 22 abfließenden
Steuerölstrom reduziert. Der Dämpfungskolben 145 sorgt für gleichmäßige und gedämpfte
Bewegungen des Hauptsteuerglieds 121.
[0036] Das Magnetventil 120 nach Figur 10 kann in ähnlicher Weise wie das Magnetventil 12
nach Figur 2 in einem Gehäuse 50 zusammen mit den anderen Funktionselementen so angeordnet
werden, daß eine gleiche Wirkung und gleiche Vorteile wie bei der Steuereinrichtung
nach Figur 6 erreicht werden.
1. Elektrohydraulische Steuereinrichtung für einen doppeltwirkenden Verbraucher, bei
der zwei Verbraucheranschlüsse jeweils durch ein hydraulisch betätigbares Sperrventil
abgesichert sind, von denen jedes Sperrventil in einen zwischen den Verbraucheranschluß
und elektromagnetisch betätigbaren Steuermitteln verlaufenden Arbeitskanal geschaltet
ist, und bei der mindestens ein Verbraucheranschluß absperrbar oder durch die Steuermittel
abwechselnd mit einem Zulaufanschluß oder einem Rücklaufanschluß verbindbar ist, wobei
die Verbindung zum Zulaufanschluß über eine Schieberventilfunktion der Steuermittel
erfolgt, welche in Ausgangsstellung die zum Sperrventil führenden Arbeitskanäle zum
Rücklauf entlasten, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel als zwei gleichartige, proportional arbeitende Magnetventile (12,
13; 120) mit 4-Wege-2-Stellungs-Funktion ausgebildet sind, von denen jedes Magnetventil
(12, 13; 120) einen ersten Motoranschluß (24) aufweist, der mit dem zum Sperrventil
(29, 38) führenden Arbeitskanal (27) verbunden ist und über die Schieberventilfunktion
(67, 71) gesteuert wird und daß jedes Magnetventil (12, 13; 120) einen zweiten Motoranschluß
(25) aufweist, der von einer Sitzventilfunktion (26) des Magnetventils (12, 13) gesteuert
wird und über einen Senkenkanal (35, 41) mit dem anderen Magnetventil (13, 12) zugeordneten
Verbraucheranschluß (36, 28) verbunden ist, wobei der Senkenkanal (35, 41) die Sperrventile
(29, 38) umgeht.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Magnetventil (12, 13; 120) in Ausgangsstellung (17) der zweite Motoranschluß
(25) durch ein Sitzventil (26) abgesperrt ist, während die Schieberventilfunktion
(67, 71) einen Zulaufanschluß (19) absperrt und daß in Arbeitsstellung (18) der Zulaufanschluß
(19) mit dem ersten Motoranschluß (24) und der zweite Motoranschluß (25) mit dem Rücklaufanschluß
(22) Verbindung haben.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (12, 13; 120) als vorgesteuertes Ventil ausgebildet ist, in dessen
längsbewegliches Hauptsteuerglied (57) ein vom ProportionalMagnet (14, 15) betätigbares
Vorsteuerglied (58) ragt, das mit dem Hauptsteuerglied (57) nach Art einer Folgesteuerung
zusammenarbeitet, und daß am Hauptsteuerglied (57) ein den zweiten Motoranschluß (25)
absperrender, der Sitzventilfunktion zugeordneter Hauptventilkegel (59) angeordnet
ist, der in der Verbindung zum Rücklaufanschluß (22) hin mit einer Feinsteuerkante
(65) am Hauptsteuerglied (57) in Serie geschaltet ist, und daß davon räumlich getrennt
die Steuerkanten (67, 71) für die Steuerung des ersten Motoranschlusses (24) angeordnet
sind.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptsteuerglied (57) mit einem verdickten Endabschnitt, an dem der Hauptventilkegel
(59) ausgebildet ist, eine stirnseitig an das Hauptsteuerglied (57) grenzende Druckkammer
(61) begrenzt, deren Druck das Hauptsteuerglied (57) in Schließrichtung belastet,
und welche Druckkammer (61) vom Vorsteuerglied (58) zum Rücklauf (22) entlastbar ist,
wozu das Vorsteuerglied (58) eine Schieberkante (72) und einen dazu in Serie liegenden
Vorsteuerkegel (73) aufweist und von einer Feder (16) entgegen der Auslenkung des
Proportional-Magneten (14) in Richtung Ausgangsstellung (17) belastet ist, und daß
das Hauptsteuerglied (57) mindestens eine vom Druck im zweiten Motoranschluß (25)
in Öffnungsrichtung belastete Differenzfläche (63) aufweist.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptsteuerglied (57) eine zweite, es in Öffnungsrichtung belastende Differenzfläche
(69) aufweist, die vom Druck in dem Zulaufanschluß (19) beaufschlagbar ist und daß
die stirnseitige Druckkammer (61) über Rückschlagventile (75, 76) und Zulaufdrosseln
(79) wahlweise vom höheren Druck im zweiten Motoranschluß (25) oder im Zulaufanschluß
(19) beaufschlagbar ist.
6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptsteuerglied (57) des Magnetventils (12) in einer Schieberbohrung (51) geführt
ist, in der den Anschlüssen (19, 22, 24, 25) zugeordnete Kammern ausgebildet sind,
von denen eine Rücklaufkammer (54) zwischen der ersten (53) und der zweiten Motorkammer
(56) liegt und eine Zulaufkammer (52) zwischen der ersten Motorkammer (53) und dem
Magneten (14) liegt, während die zweite Motorkammer (56) auf der vom Magneten (14)
abgewandten Seite angeorndnet ist, und daß insbesondere zwischen der zweiten Motorkammer
(56) und der Rücklaufkammer (54) eine Zwischenkammer (55) liegt.
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptsteuerglied (121) gegenüber den Drücken im ersten und zweiten Motoranschluß
(125, 126) und im Zulaufanschluß (124) druckausgeglichen ausgebildet ist und der an
einem Ende angeordnete Hauptventilkegel (131) die Verbindung zu einer in der Schieberbohrung
(123) außen und vom Magnet (14) abgewandten Rücklaufkammer (128) steuert, in der eine
Feder (146) das Hauptsteuerglied (121) in Richtung Ausgangsstellung belastet und den
Hauptventilkegel (131) gegen seinen gehäusefesten Sitz (129) drückt, daß das entgegengesetzt
und nahe dem Magnet (14) liegende Ende des Hauptsteuerglieds (121) einen Druckraum
(143) begrenzt, dessen Druck das Hauptsteuerglied (121) gegen die Kraft der Feder
(146) in Richtung Arbeitsstellung (18) belastet und welcher Druckraum (143) vom Vorsteuerglied
(122) mit dem Zulaufanschluß (19) verbindbar ist und der über eine Drosselbohrung
(144) mit dem ersten Rücklaufanschluß (22) Verbindung hat, wobei das Vorsteuerglied
(122) von einer sich gehäusefest abstützenden Feder (147) am Anker (59) des Proportionalmagneten
(14) anliegend gehalten wird.
8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbohrung (144) im Hauptsteuerglied (121) angeordnet ist, in dem ein in
die Rücklaufkammer (128) ragender Dämpfungskolben (145) mit Rücklaufdrossel gleitend
geführt angeordnet ist.
9. Steuereinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptsteuerglied (121) des Magnetventils (120) in einer Schieberbohrung (123)
geführt ist, in der den Anschlüssen zugeordnete Kammern ausgebildet sind, von denen
die erste (125) und zweite Motorkammer (126) nebeneinander liegen und zwischen der
ersten Motorkammer (125) und dem Magneten (14) die Zulaufkammer (124) liegt, während
die Rücklaufkammer (128) auf der vom Magnet (14) abgewandten Seite außerhalb der zweiten
Motorkammer (126) angeordnet ist, und daß insbesondere zwischen der zweiten Motorkammer
(126) und der Rücklaufkammer (128) eine Zwischenkammer (127) angeordnet ist.
10. Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sperrventile (29, 38) in einem Steuerleitungskreis (34, 39, 82) liegen,
bei dem der im zulaufseitigen Einlaß (31) des einen Sperrventils (29, 38) vorhandene,
zum Sperren des anderen Sperrventils (38, 29) dienende Druck über einen Steueranschluß
(33) am anderen Sperrventil (38, 29) auf dessen federbelastete Rückseite geführt wird.
11. Steuereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Sperren dienende Druck durch die Sperrventile (29, 38) hindurchgeführt ist,
wozu eines der Sperrventile (83) mindestens eine Drossel (85), insbesondere ein Drossel-Rückschlagventil
(84, 85), aufweist und die Steueranschlüsse (33) beider Sperrventile (29, 38) über
eine Hauptsteuerleitung (82) miteinander verbunden sind.
12. Steuereinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Sperrventil (90) einen hülsenförmigen Ventilkörper (91) aufweist, der auf einem
bolzenförmigen Fortsatz (92) eines Sperrkolbens (93) gleitend geführt ist und über
eine Feder (94) sich an letztem abstützt, wobei die Außendurchmesser von Sperrkolben
(93) und Ventilkörper (91) im wesentlichen gleich groß sind, und daß zwischen einem
zulaufseitigen Einlaß (31) und dem Steueranschluß (33) durch das Sperrventil (90)
hindurch ein Durchgang (99) verläuft, in den mindestens eine Drossel (85), insbesondere
ein Drossel-Rückschlagventil (84, 85) geschaltet ist.
13. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die beiden ersten Motoranschlüsse (24) beider Magnetventil (12, 13) ein
Wechselventil (42) geschaltet ist, das in einer federzentrierten Mittelstellung einen
einer Lastdruckleitung zugeordneten Mittelanschluß (46) entlastet und bei Druckbeaufschlagung
eines seiner beiden Druckanschlüsse (44, 45) den maximalen Druck in die Lastdruckleitung
führt.
14. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetventile (12, 13) in einem im wesentlichen quaderförmigen Gehäuse
(50) so angeordnet sind, daß ihre Längsachsen zueinander parallel verlaufen und ihre
Proportional-Magnete (14, 15) an der gleichen Stirnfläche (106) angeordnet sind.
15. Steuereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (50) entgegengesetzt zu seiner den Magneten (14, 15) zugeordneten Stirnfläche
(106) eine Einbaufläche (107) aufweist, die durch einen Deckel (108) abgedeckt ist,
und daß im Gehäuse (50) und im Deckel (108) jeweils ein Verbraucheranschluß (36, 28)
angeordnet ist, die insbesondere gemeinsam an einer Oberseite (109) liegen.
16. Steuereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (50) im Bereich zwischen den beiden Magnetventilen (12, 13) die beiden
Sperrventile (29, 38) und das Wechselventil (42) angeordnet sind.
17. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die den Hauptsteuergliedern (57) beider Magnetventile (12, 13) zugeordneten, gehäusefesten
Ventilsitze (60) sowie die den Sperrventilen (29, 38) zugeordneten Ventilsitze in
achsparallelen Bohrungen (51, 96) liegen, die zur Einbaufläche (107) hin offen sind.
18. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Magnetventile (12, 13) im Gehäuse (50) in zwei zueinander parallelen,
im Abstand voneinander liegenden Längsebenen liegen.
19. Steuereinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinander achsparallel angeorndeten Sperrventile (29, 38) in unterschiedlichen,
im Abstand voneinander verlaufenden Querebenen liegen, und daß insbesondere der Abstand
zwischen ihren zugeordneten Längsebenen größer ist, als derjenige bei den Magnetventilen
(12, 13).
20. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (50) unterhalb der beiden Magnetventile (12, 13) eine Druckwaage (105)
angeordnet ist und ein Pumpenkanal (111) verläuft.
1. Electrohydraulic control device for a double-acting actuator, in which two actuator
ports are each protected by a shut-off valve which can be actuated hydraulically,
each shut-off valve of which is connected into a working duct which runs between the
actuator port and control means which can be activated electromagnetically, and in
which at least one actuator port can be shut off or connected alternately to an inflow
port or a return flow port by the control means, the connection to the inflow port
being made via a slide valve function of the control means which, in the home position,
relieve the working ducts leading to the shut-off valve to the return flow, characterized in that the control means are embodied as two identical solenoid valves (12, 13; 120) which
operate proportionally and have a four-way two-position function, each solenoid valve
(12, 13; 120) of which has a first engine port (24) which is connected to the working
duct (27) leading to the shut-off valve (29, 38) and is controlled by means of the
slide valve function (67, 71), and in that each solenoid valve (12, 13; 120) has a second engine port (25) which is controlled
by a seat valve function (26) of the solenoid valve (12, 13) and is connected via
a sink duct (35, 41) to the actuator port (36, 28) assigned to the other solenoid
valve (13, 12), the sink duct (35, 41) bypassing the shut-off valves (29, 38).
2. Control device according to Claim 1, characterized in that in each solenoid valve (12, 13; 120) the second engine port (25) is shut off by a
seat valve (26) in the home position (17), while the slide valve function (67, 71)
shuts off an inflow port (19), and in that in the working position (18) the inflow port (19) is connected to the first engine
port (24), and the second engine port (25) is connected to the return flow port (22).
3. Control device according to Claim 1 or 2, characterized in that the solenoid valve (12, 13; 120) is embodied as a pilot-operated valve into whose
longitudinally movable main control element (57) a pilot element (58) which can be
activated by the proportional magnet (14, 15) projects, said pilot element (58) interacting
with the main control element (57) in the manner of a servo-control system, and in that a main valve cone (59) which shuts off the second engine port (25), is assigned to
the seat valve function and is connected in series with a fine control edge (65) on
the main control element (57) in the connection to the return flow port (22) is arranged
on the main control element (57), and in that the control edges (67, 71) for controlling the first engine port (24) are arranged
spatially separate therefrom.
4. Control device according to Claim 3, characterized in that the main control element (57) bounds, with a thickened end section on which the main
valve cone (59) is formed, a pressure chamber (61) which adjoins the main control
element (57) at the end side, the pressure of which loads the main control element
(57) in the closing direction and which pressure chamber (61) can be relieved to the
return flow (22) by the pilot element (58), for which reason the pilot element (58)
has a slide edge (72) and a pilot cone (73) located in series therewith and is loaded
by a spring (16) counter to the deflection of the proportional magnet (14) in the
direction of the home position (17), and in that the main control element (57) has at least one differential face (63) which is loaded
in the opening direction by the pressure in the second engine port (25).
5. Control device according to Claim 4, characterized in that the main control element (57) has a second differential face (69) which loads it
in the opening direction and which can be acted on by the pressure in the inflow port
(19), and in that the end pressure chamber (61) can be acted on either by the higher pressure in the
second engine port (25) or in the inflow port (19) via non-return valves (75, 76)
and inflow throttles (79).
6. Control device according to one of Claims 3 to 5, characterized in that the main control element (57) of the solenoid valve (12) is guided in a slider hole
(51) in which chambers assigned to the ports (19, 22, 24, 25) are formed, of which
chambers a return flow chamber (54) is located between the first engine chamber (53)
and the second engine chamber (56), and an inflow chamber (52) is located between
the first engine chamber (53) and the magnet (14) while the second engine chamber
(56) is arranged on the side facing away from the magnet (14), and in that in particular an intermediate chamber (55) is located between the second engine chamber
(56) and the return flow chamber (54).
7. Control device according to Claim 3, characterized in that the main control element (121) is formed with pressure equalization with respect
to the pressures in the first and second engine ports (125, 126) and in the inflow
port (124), and the main valve cone (131) arranged at one end controls the connection
to a return flow chamber (128) on the outside in the slider hole (123) and facing
away from the magnet (14), in which return flow chamber (128) a spring (146) loads
the main control element (121) in the direction of the home position and presses the
main valve cone (131) against its seat (129) fixed to the casing, in that the opposite end of the main control element (121) located near to the magnet (14)
bounds a pressure space (143) whose pressure loads the main control element (121)
counter to the force of the spring (146) in the direction of the working position
(18), and which pressure space (143) can be connected to the inflow port (19) by the
pilot element (122) and which is connected to the first return flow port (22) via
a throttle hole (144), the pilot element (122) being held bearing against the armature
(59) of the proportional magnet (14) by a spring (147) which is supported fixed to
the casing.
8. Control device according to Claim 7, characterized in that the throttle hole (144) is arranged in the main control element (121) in which a
damping piston (145) which projects into the return flow chamber (128) and which has
a return flow throttle is arranged guided in a sliding fashion.
9. Control device according to Claim 7 or 8, characterized in that the main control element (121) of the solenoid valve (120) is guided in a slider
hole (123) in which chambers assigned to the ports are formed, of which the first
(125) and the second engine chambers (126) are located next to one another and the
inflow chamber (124) is located between the first engine chamber (125) and the magnet
(14), while the return flow chamber (128) is arranged on the side facing away from
the magnet (14) outside the second engine chamber (126), and in that an intermediate chamber (127) is arranged in particular between the second engine
chamber (126) and the return flow chamber (128).
10. Control device according to one or more of Claims 1 to 9, characterized in that the two shut-off valves (29, 38) are located in a control line circuit (34, 39, 82)
in which the pressure which is present in the inflow-end inlet (31) of the one shut-off
valve (29, 38) and which serves to shut off the other shut-off valve (38, 29) is transmitted
via a control port (33) on the other shut-off valve (38, 29) to the spring-loaded
reverse side of said other shut-off valve (38, 29).
11. Control device according to Claim 10,
characterized in that the pressure serving for shutting off is transmitted through the shut-off valves
(29, 38), for which purpose one of the shut-off valves (83) has at least one throttle
(85), in particular one throttle non-return valve (84, 85), and the control ports
(33) of the two shut-off valves (29, 38) are connected to one another via a main control
line (82).
12. Control device according to Claim 10 or 11, characterized in that each shut-off valve (90) has a sheath-shaped valve body (91) which is guided in a
sliding fashion on a bolt-shaped projection (92) of a shut-off piston (93) and is
supported on said projection (92) by means of a spring (94), the external diameters
of the shut-off piston (93) and valve body (91) being of essentially the same magnitude,
and in that a passage (99) runs between an inflow-end inlet (31) and the control port (33) through
the shut-off valve (90), into which passage (99) at least one throttle (85), in particular
a throttle non-return valve (84, 85) is connected.
13. Control device according to one of Claims 1 to 12, characterized in that a selector valve (42) is connected between the two first engine ports (24) of the
two solenoid valves (12, 13), which selector valve (42) relieves, in a spring-centred
centre position, a centre port (46) which is assigned to a load pressure line, and
which selector valve (42) transmits the maximum pressure into the load pressure line
when pressure is applied to one of its two pressure ports (44, 45).
14. Control device according to one of Claims 1 to 13, characterized in that the two solenoid valves (12, 13) are arranged in an essentially parallelepiped-shaped
casing (50) in such a way that their longitudinal axes run parallel to one another
and their proportional magnets (14, 15) are arranged on the same end face (106).
15. Control device according to Claim 14, characterized in that the casing (50) has an installation face (107) opposite to its end face (106) assigned
to the magnets (14, 15), which installation face (107) is covered by a cover (108),
and in that an actuator port (36) is arranged in the casing (50) and an actuator port (28) is
arranged in the cover (108), respectively, said actuator ports (36, 28) both being
located, in particular, on one upper side (109).
16. Control device according to Claim 14 or 15, characterized in that the two shut-off valves (29, 38) and the selector valve (42) are arranged in the
casing (50) in the region between the two solenoid valves (12, 13).
17. Control device according to one of Claims 14 to 16, characterized in that the valve seats (60) which are fixed to the casing and which are assigned to the
main control elements (57) of the two solenoid valves (12, 13), and the valve seats
which are assigned to the shut-off valves (29, 38) are located in drilled holes (51,
96) which are parallel to the axis and which are open towards the installation face
(107).
18. Control device according to one of Claims 14 to 17, characterized in that the longitudinal axes of the solenoid valves (12, 13) are located in the casing (50)
in two longitudinal planes which are parallel to one another and which lie at a distance
from one another.
19. Control device according to Claim 18, characterized in that the shut-off valves (29, 38) which are arranged with their axes parallel to one another
lie in different transverse planes running at a distance from one another, and in that, in particular, the distance between their assigned longitudinal planes is greater
than that in the case of the solenoid valves (12, 13).
20. Control device according to one of Claims 15 to 19, characterized in that in the casing (50), a pressure balance (105) is arranged, and a pump duct (111) extends,
underneath the two solenoid valves (12, 13).
1. Installation de commande électrohydraulique d'un consommateur à double action, dans
selon laquelle
le consommateur comporte deux branchements commandés chacun par une soupape d'arrêt
à actionnement hydraulique, chacune des soupapes d'arrêt étant commutée dans un canal
de travail reliant le branchement de consommateur et les moyens de commande à actionnement
électromagnétique, et
au moins un branchement de consommateur peut être fermé ou être relié alternativement
par les moyens de commande à un branchement d'alimentation ou un branchement de retour,
la communication avec le branchement d'alimentation se faisant par une fonction de
soupape à tiroir des moyens de commande qui déchargent en position de sortie, les
canaux de travail reliés à la soupape d'arrêt vers le retour,
caractérisée en ce que
les moyens de commande sont réalisés par deux électrovannes (12, 13 ; 120) à fonctionnement
proportionnel, de même nature, avec une fonction à 4 voies et 2 positions, chaque
électrovanne (12, 13 ; 120) ayant un premier branchement de moteur (24) relié au canal
de travail (27) conduisant à la soupape d'arrêt (29, 38) et commandé par la fonction
de soupape à tiroir (67, 71) et,
chaque électrovanne (12, 13; 120) comporte un second branchement de moteur (25) commandé
par une fonction de soupape à siège (26) de l'électrovanne (12, 13) et relié par un
canal d'abaissement (35, 41) au branchement de consommateur (36, 28) associé à l'autre
électrovanne (12, 13), le canal d'abaissement (35, 41) contournant les soupapes d'arrêt
(29, 38).
2. Installation de commande selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
dans chaque électrovanne (12, 13 ; 120), en position de sortie (17), le second branchement
de moteur (25) est fermé par une soupape à siège (26) pendant que la fonction de soupape
à tiroir (67, 71), ferme un branchement d'alimentation (19) et,
en position de travail (18), le branchement d'alimentation (19) est relié au premier
branchement de moteur (24) et le second branchement de moteur (25) est relié au branchement
de retour (22).
3. Installation de commande selon la revendication 1 ou 2,
caractérisée en ce que
l'électrovanne (12, 13 ; 120) est en forme de soupape à commande préalable dont l'organe
de commande principal (57) mobile longitudinalement reçoit un organe de commande préalable
(58) actionné par l'électroaimant proportionnel (14, 15) et qui coopère avec l'organe
de commande principal (55) selon une commande séquentielle, et
l'organe de commande principal (57) comporte un cône de soupape principal (59) associé
à la fonction de soupape à siège et fermant le second branchement de moteur (25),
ce cône étant branché en série dans la liaison avec le branchement de retour (22)
avec une arête de commande fine (65) sur l'organe de commande principal (57), et les
arêtes de commande (67, 71) sont prévues de manière séparée dans l'espace pour la
commande du premier branchement de moteur (24).
4. Installation de commande selon la revendication 3,
caractérisée en ce que
l'organe de commande principal (57) comporte un segment d'extrémité épaissie sur lequel
est réalisé le cône de soupape principal (59), et qui délimite une chambre de pression
(61) adjacente au côté frontal de l'organe de commande principal (57) et dont la pression
sollicite l'organe de commande principal (57) dans le sens de la fermeture, et
la chambre de pression (61) est déchargée vers le retour (22) par l'organe de commande
préalable (58), cet organe de commande préalable (58) ayant une arête de tiroir (72)
et en série avec celle-ci un cône de commande préalable (73), et étant sollicité par
un ressort (16) dans la direction de la position de sortie (17) opposée au débattement
de l'électroaimant proportionnel (14).
l'organe de commande principal (57) comporte au moins une surface différentielle (63)
sollicitée dans le sens de l'ouverture par la pression du second branchement de moteur
(25).
5. Installation de commande selon la revendication 4,
caractérisée en ce que
l'organe de commande principal (57) comporte une seconde surface différentielle (69)
sollicitée dans le sens de l'ouverture par la pression régnant dans le branchement
d'alimentation (19), et
la chambre de pression (61) du côté frontal est sollicitée par l'intermédiaire des
soupapes d'arrêt (75, 76) et les organes d'étranglement d'alimentation (79), au choix
avec la pression plus élevée soit dans le second branchement de moteur (25), soit
dans le branchement d'alimentation (19).
6. Installation de commande selon l'une quelconque des revendications 3 à 5,
caractérisée en ce que
l'organe de commande principal (57) de l'électrovanne (12) est guidé dans un alésage
de tiroir (51) dans lequel sont réalisées des chambres associées aux branchements
(19, 22, 24, 25), dont une chambre de retour (54) entre la première (53) et la seconde
(56) chambre de moteur, et une chambre d'alimentation (52) entre la première chambre
de moteur (53) et l'électroaimant (14) alors que la seconde chambre de moteur (56)
est prévue sur le côté opposé de celui de l'électroaimant (14), et
une chambre intermédiaire (55) est prévue entre la seconde chambre de moteur (56)
et la chambre de retour (54).
7. Installation de commande selon la revendication 3,
caractérisée en ce que
l'organe de commande principal (121) est équilibré en pression par rapport aux pressions
régnant dans le premier et le second branchement de moteur (125, 126) et dans le branchement
d'alimentation (124) et
le cône de soupape principal (131) prévu à une extrémité commande la communication
vers une chambre de retour (128), dans l'alésage de tiroir (123) à l'extérieur et
à l'opposé de l'électroaimant (14), et dans laquelle un ressort (146) sollicite l'organe
de commande principal (121) en direction de la position de repos et pousse le cône
de soupape principal (131) contre son siège (129) solidaire du boîtier,
l'extrémité de l'organe de commande principal (121) opposée, proche de l'électroaimant
(14) délimite une chambre de pression (143) dont la pression sollicite l'organe de
commande principal (121) en direction de la position de travail (18) contre la force
développée par le ressort (146), et la chambre de pression (143) peut être reliée
par l'organe de commande préalable (122) au branchement d'alimentation (19) et a une
commnication par un perçage d'étranglement (144) avec le premier branchement de retour
(22),
l'organe de commande préalable (122) étant maintenu appliqué contre l'induit (59)
de l'électroaimant proportionnel (14) par un ressort (147) s'appuyant contre le boîtier.
8. Installation de commande selon la revendication 7,
caractérisée en ce que
l'organe d'étranglement (144) est logé dans l'organe de commande principal (121) dans
lequel est guidé en coulissement un piston amortisseur (145) avec un organe d'étranglement
de retour, ce piston pénétrant dans la chambre de retour (128).
9. Installation de commande selon la revendication 7 ou 8,
caractérisée en ce que
l'organe de commande principal (121) de l'électroaimant (120) est guidé dans un alésage
de tiroir (123) dans lequel sont réalisées les chambres associées aux branchements,
dont, la première (125) et seconde (126) chambres de moteur sont juxtaposées, et dont
la chambre d'alimentation (124) se trouve entre la première chambre de moteur (125)
et l'électroaimant (14),
alors que la chambre de retour (128) est prévue sur le côté opposé à l'électroaimant
(14), à l'extérieur de la seconde chambre de moteur (126), et une chambre intermédiaire
(127) est prévue notamment entre la seconde chambre de moteur (126) et la chambre
de retour (128).
10. Installation de commande selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 9,
caractérisée en ce que
les deux soupapes d'arrêt (29, 38) sont installées dans une boucle de commande (34,
39, 82),
la pression de l'entrée (31) du côté de l'alimentation de l'une des soupapes d'arrêt
(28, 39) servant à bloquer l'autre soupape d'arrêt (38, 29) en étant transmise par
un branchement de commande (33) à l'autre soupape d'arrêt (38, 29) sur son côté arrière
sollicité par un ressort.
11. Installation de commande selon la revendication 10,
caractérisée en ce que
la pression servant au blocage est conduite à travers les soupapes d'arrêt (29, 38),
l'une des soupapes d'arrêt (83) comportant au moins un organe d'étranglement (85)
notamment un clapet antiretour à organe d'étranglement (84, 85) et les branchements
de commande (33) des deux soupapes d'arrêt (29, 38) sont reliés par une conduite de
commande principale (82).
12. Installation de commande selon la revendication 10 ou 11,
caractérisée en ce que
chaque soupape d'arrêt (90) comporte un corps de soupape (91) en forme de manchon
guidé en coulissement sur un prolongement (92) en forme de broche d'un piston de blocage
(93) en s'appuyant sur celui-ci par l'intermédiaire d'un ressort (94), le diamètre
extérieur du piston de blocage (93) et celui de l'organe de soupape (91) étant essentiellement
identiques, et
entre une entrée (31) du côté de l'alimentation et le branchement de commande (33),
la soupape d'arrêt (90) est traversée par un passage (99) muni d'au moins un organe
d'étranglement (85) notamment un clapet antiretour-organe d'étranglement (84, 85).
13. Installation de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 12,
caractérisée en ce qu'
une soupape alternative (42) montée entre les deux premiers branchements de moteur
(24) des deux électrovannes (12, 13), est déchargée dans une position centrale centrée
par ressort, avec un branchement central (46) relié à une conduite de pression de
charge, et transmet la pression maximale à la conduite de pression de charge en cas
d'application de pression, sur l'un des deux branchements de pression (44, 45).
14. Installation de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 13,
caractérisée en ce que
les deux électrovannes (12, 13) sont logées dans un boîtier (50) essentiellement parallélélipèdique
de façon que leurs axes longitudinaux soient parallèles et que leurs électroaimants
proportionnels (14, 15) se trouvent sur la même face frontale (106).
15. Installation de commande selon la revendication 14,
caractérisée en ce que
le boîtier (50) comporte une surface de montage (107) à l'opposé de la surface frontale
(106) munie des électroaimants (14, 15), cette surface de montage étant couverte par
un couvercle (108), et
dans le boîtier (50) et dans le couvercle (108), il y a chaque fois un branchement
de consommateur (36, 28) arrivant notamment tous deux sur une face supérieure (109).
16. Installation de commande selon la revendication 14 ou 15,
caractérisée en ce que
dans le boîtier (50) dans la zone comprise entre les deux électrovannes (12, 13),
se trouvent les deux soupapes d'arrêt (29, 38) et la soupape alternative (42).
17. Installation de commande selon l'une quelconque des revendications 14 à 16,
caractérisée en ce que
les sièges de soupape (60) solidaires du boîtier et associés aux organes de commande
principaux (57) des deux électrovannes (12, 13), ainsi que les sièges de soupape associés
aux soupapes d'arrêt (29, 38) sont situés dans des alésages (51, 96) d'axes parallèles,
et ouverts vers la surface de montage (107).
18. Installation de commande selon l'une quelconque des revendications 14 à 17,
caractérisée en ce que
les axes longitudinaux des électrovannes (12, 13) dans le boîtier (50) sont situés
dans des plans longitudinaux parallèles écartés.
19. Installation de commande selon la revendication 18,
caractérisée en ce que
les soupapes d'arrêt (29, 38) installées avec les axes parallèles sont situées dans
des plans transversaux différents, écartés l'un de l'autre et
notamment la distance entre leurs plans longitudinaux est plus grande que celle des
électrovannes (12, 13).
20. Installation de commande selon l'une quelconque des revendications 15 à 19,
caractérisée en ce qu'
une balance de pression (105) et un canal de pompe (111) sont installés dans le boîtier
(50) sous les deux électrovannes (12, 13).