[0001] Die Erfindung betrifft einen Steuerblock zur Druckmittelversorgung mehrerer Verbraucher
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine für einen derartigen Steuerblock
geeignete Steuerblocksektion.
[0002] Derartige, beispielsweise aus dem von der Anmelderin herausgegebenen Datenblatt RD
64 278/05.03 und RD 64 282/10.99 bekannten Steuerblöcke werden zur Ansteuerung von
hydraulischen Verbrauchern von mobilen Arbeitsmaschinen verwendet. Beispielsweise
bei einem Gabelstapler können über einen derartigen Steuerblock die Lenkung, sowie
Hydrozylinder zum Anheben oder Absenken der Gabel und zum Neigen des die Gabel tragenden
Mastes angesteuert werden. Üblicherweise wird die Nenngröße des Steuerblocks in Abhängigkeit
von dem Verbraucher mit dem größten Druckmittelbedarf ausgelegt. Beispielsweise bei
Gabelstaplern ist der Druckmittelbedarf der Hydrozylinderanordnung zum Anheben der
Gabel wesentlich größer als der Druckmittelbedarf der anderen Verbraucher (Lenkung,
Mastneigung), so dass entsprechend die Nenngröße des Steuerblocks in Abhängigkeit
vom maximalen Druckmittelbedarf gewählt ist und die dem kleineren Verbrauchern zugeordneten
Steuerblocksektionen überdimensioniert sind. Da die Kosten des Hydrauliksystems nicht
unwesentlich durch den Steuerblock bestimmt sind, ist man bestrebt, diesen mit möglich
geringer Nenngröße auszuführen. Ein Ausweg aus dieser Problematik könnte darin liegen,
die Nenngröße des Steuerblocks in Abhängigkeit von den kleineren Verbrauchern auszulegen
und dann zum Ausgleich dem größeren Verbraucher zwei oder mehrere Wegeventilsektionen
zuzuordnen, aufgrund der zusätzlichen Wegeventilsektion wären die Investitionskosten
für eine derartige Lösung ebenfalls zu hoch.
[0003] Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Steuerblock sowie eine
für einen derartigen Steuerblock geeignete Steuerblocksektion zu schaffen, mit der
Verbraucher mit hohem Druckmittelbedarf und Verbraucher mit vergleichsweise niedrigerem
Druckmittelbedarf mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand mit Druckmittel versorgbar
sind.
[0004] Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Steuerblocks durch die Merkmalskombination des
Patentanspruchs 1 und hinsichtlich der Steuerblocksektion durch die Merkmalskombination
des Patentanspruchs 4 gelöst.
[0005] Erfindungsgemäß wird die dem größeren Verbraucher, d.h. dem Verbraucher mit größerem
Druckmittelbedarf zugeordnete Steuerblocksektion mit zwei Arbeitsanschlüssen ausgeführt,
die je nach Einstellung eines Wegeventils der Steuerblocksektion entweder mit einer
Druckmittelquelle oder einer Druckmittelsenke verbunden sind, um den zugeordneten
Verbraucher zu betätigen. Erfindungsgemäß wird somit der Durchflussquerschnitt vom
Wegeventil bis zu einer gemeinsame Zuleitung zu den oder dem angeschlossenen Verbrauchern
verdoppelt, so dass der hydraulische Widerstand gegenüber den herkömmlichen Lösungen
wesentlich verringert ist und die Ventilsektion für größere Durchflussmengen als beim
Stand der Technik geeignet ist.
[0006] Ein Wegeventil, über das zwei einem Arbeitsanschluss verbundene Steuerkammern entweder
mit einem Druckanschluss oder mit einem Tankanschluss verbindbar sind, ist zwar per
se bereits aus der
JP 2093104 bekannt, dieses Ventil hat jedoch nur einen einzigen Arbeitsanschluss und ist darüberhinaus
nicht als Teil einer Steuerblocksektion ausgeführt. Durch diesen einzigen Arbeitsanschluss
des Wegeventils ist der Druckverlust bei grossem Volumenstrom gross, so dass eine
grössere Nenngrösse verwendet werden muss.
[0007] Die Steuerblocksektion für einen derartigen Steuerblock ist mit einem stetig verstellbaren
Wegeventil ausgeführt, dessen Ventilschieber Kolbenbunde hat, über deren Steuerkanten
die Verbindung zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen und der Druckmittelquelle oder
der Druckmittelsenke einstellbar ist.
[0008] Diese Konstruktion ermöglicht es, das Wegeventil mit geringer Axiallänge und somit
äusserst kompakt auszuführen, so dass eine Integration in herkömmliche Steuerblöcke
auf einfache weise durchgeführt werden kann.
[0009] Der über den Steuerblock angesteuerte Verbraucher kann einen Druckraum oder zwei
Druckräume aufweisen, wobei dann jedem der Druckräume eine eigene erfindungsgemäße
Steuerblocksektion zugeordnet ist.
[0010] Der Steuerblock kann als LS- oder LUDV-Steuerblock ausgeführt sein.
[0011] Bei der erfindungsgemässen Steuerblocksektion wird der Kolbenbund des Ventilschiebers
in der Mittelstellung vollständig von dem genannten Gehäusesteg überdeckt. Dieser
Kolbenbund weist eine Steuerkante auf, über die die Verbindung zwischen einer einem
Arbeitsanschluss zugeordneten Steuerkammer und einer dem Druckanschluss zugeordneten
Drucksteuerkammer einstellbar ist.
[0012] Ein zweiter Kolbenbund ist bei einem Ausführungsbeispiel mit zwei Steuerkanten ausgeführt,
um die Verbindung zwischen einer weiteren Arbeitssteuerkammer und einer mit einem
Tankanschluss verbundenen Tanksteuerkammer bzw. der Drucksteuerkammer und der weiteren
Arbeitssteuerkammer einzustellen. Der dritte Kolbenbund ist bei diesem Ausführungsbeispiel
ebenfalls mit einer Steuerkante versehen, um die Verbindung zwischen der ersten Arbeitssteuerkammer
und einer zweiten Tanksteuerkammer einzustellen.
[0013] Ein zweiter Kolbenbund mit einer Steuerkante ausgeführt, über die die Verbindung
zwischen der weiteren Arbeitssteuerkammer und der Drucksteuerkammer eingestellt wird.
Der dritte Kolbenbund ist mit einer Steuerkante zum Einstellen der Verbindung zwischen
der letztgenannten Arbeitssteuerkammer und einer weiteren Steuerkammer ausgeführt.
[0014] Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Ventilschieber mit drei benachbart zu den
genannten Kolbenbunden angeordneten Kolbenhälsen ausgeführt.
[0015] In dem Fall, in dem die Steuerblocksektion als LS-Steuerblocksektion ausgeführt ist,
hat das Wegeventil eine LS-Steuerkammer, die über einen den Ventilschieber durchsetzenden
Kanal mit dem Lastdruck in einer der Arbeitssteuerkammern beaufschlagbar ist.
[0016] Dieser Kanal mündet bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einerseits in einem
in eine Arbeitssteuerkammer (54, 58) bewegbaren Kolbenbundabschnitt.
[0017] Bei einer LS- oder LUDV-Steuerblocksektion wird es bevorzugt, wenn der Ventilschieber
mit einer LS-Steuerkante ausgeführt ist, über die eine an die LS-Steuerkammer angrenzende
LS-Verbindungskammer in der Mittelstellung oder bei Verschiebung des Ventilschiebers
in einer Richtung mit einer benachbarten Tanksteuerkammer verbindbar ist.
[0018] Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
[0019] Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein stark vereinfachtes Schaltschema eines erfindungsgemäßen Steuerblocks
für einen Gabelstapler;
Figur 2 eine Schnittdarstellung eines Wegeventils des Steuerblocks aus Figur 1;
Figur 3 das Wegeventil gemäß Figur 2 in unterschiedlichen Positionen;
Figur 4 einen Schnitt durch ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel eines Wegeventils
des Steuerblocks aus Figur 1 und
Figur 5 das Wegeventil aus Figur 4 in unterschiedlichen Schaltstellungen.
[0020] Figur 1 zeigt einen stark vereinfachtes Schaltbild eines LS-Steuerblocks 1 eines
Gabelstaplers. Der Grundaufbau eines derartigen Mobilsteuerblocks 1 ist aus dem eingangs
genannten Datenblättern RD 74 278/05.03 und RD 64 282/10.99 bekannt, so dass hier
nur auf die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauelemente eingegangen wird.
Ein derartiger LS-Steuerblock 1 hat einen Druckanschluss P, einen Tankanschluss T,
einen LS-Anschluss LS sowie nicht dargestellte Steuerölanschlüsse und externe LS-Anschlüsse.
Der Tankanschluss T ist über eine Tankleitung 2 mit einem Tank T und der Pumpenanschluss
P ist über eine Pumpenleitung 4 an den Druckanschluss einer Pumpe im vorliegenden
Fall einer Verstellpumpe 6 angeschlossen, der Pumpendruck wird über einen Pumpenregler
8 in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher so eingeregelt,
dass er stets um ein vorbestimmtes Δp über dem höchsten Lastdruck liegt. Dieser höchste
Lastdruck wird am LS-Anschluss abgegriffen und zum Pumpenregler 8 geführt. Innerhalb
des Steuerblocks 1 wird dieser höchste Lastdruck über eine nicht dargestellte Wechselventilkaskade
von den angesteuerten Verbrauchern abgegriffen und liegt am LS-Anschluss an.
[0021] Der in Scheibenbauweise ausgeführte Steuerblock 1 besteht im wesentlichen aus einem
Eingangselement 10, an dem die Anschlüsse P, T, LS und die sonstigen Anschlüsse (externe
LS-Anschlüsse) ausgebildet sind und aus einer Vielzahl von Steuerblocksektionen 12,
14, N sowie einem Endelement 16, an dem beispielsweise die Steuerölversorgung (vorne
streichen), Druckabsicherungselemente, Filter sowie Anschlüsse zur Versorgung weiterer
Steuerblöcke mit Steueröl (sämtliche Anschlüsse nicht dargestellt) ausgebildet sein
können. Jede der Wegeventil- oder Steuerblocksektionen 12, 14, ... N ist einem Verbraucher
des Gabelstaplers zugeordnet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Sektion
12 zwei parallel geschalteten Plungerzylindern 18, 20 zum Anheben einer Gabel des
Gabelstaplers und die Sektion 14 beispielsweise einer Neigeeinrichtung 22, bestehend
aus zwei parallel geschalteten Differentialzylinders für einen die Gabel tragenden
Hubmast des Gabelstaplers zugeordnet. Weitere Sektionen können beispielsweise der
hydraulischen Lenkung des Gabelstaplers oder optionalen Verbrauchern zugeordnet sein.
In der Praxis haben die Plungerzylinder 18, 20 einen höheren Druckmittelbedarf als
die anderen Verbraucher (Lenkung, Neigeeinrichtung), wobei beispielsweise der Druckmittelvolumenstrom
zu den Plungerzylindern 180 1/min beträgt, während die anderen Verbraucher lediglich
mit einem geringerem Druckmittelvolumenstrom von beispielsweise 50 1/min versorgt
werden müssen. Die im Folgenden näher beschriebene Steuersektion 12 ist so ausgelegt,
dass bei vergleichsweise geringer Nenngröße des Steuerblocks auch eine hinreichende
Versorgung der Plungerzylinder 18, 20 gewährleistet ist.
[0022] Jede der Sektionen 12, 14, N zur Ansteuerung eines Verbrauchers besteht bei einem
LS-Steuerblock im wesentlichen aus einem proportional verstellbaren Wegeventil 24,
dem nicht dargestellte Vorsteuerventile (Druckreduzierventile) zugeordnet sind, um
die Position eines Ventilschiebers des Wegeventils 24 zu steuern. Der Druckmittelvolumenstrom
über der bei einer Verstellung der Ventilschieber der Wegeventile aufgesteuerten Zulaufmessblenden
wird bei LS-Steuerblöcken 1 über eine vorgeschaltete Individualdruckwaage 26 lastunabhängig
konstant gehalten. Ein Druckwaagenkolben wird durch eine Druckwaagenfeder 28 sowie
den Lastdruck am zugeordneten Verbraucher in Öffnungsrichtung und durch den Druck
vor der Zumessblende in Schließrichtung beaufschlagt. Bei der Steuerblocksektion 14
liegt die Individualdruckwaage 26 in einem Zulaufkanal 30, der einerseits an den Druckanschluss
P dem Eingangselement 10 und andererseits an einen Eingangsanschluss P des Wegeventils
angeschlossen ist. Ein Tankanschluss T des Wegeventils 24 ist über einen Ablaufkanal
32 mit dem Tankanschluss T des Eingangselements 10 verbunden. Das Wegeventil 24 der
Sektion 12 hat des Weiteren zwei Arbeitsanschlüsse A, B, die über einen ersten Vorlaufkanal
34 und einen zweiten Vorlaufkanal 36 mit den beiden Arbeitsanschlüssen A, B der Sektion
12 verbunden sind. Diese beiden Arbeitsanschlüsse A, B sind über eine sich verzweigende
Vorlaufleitung 38 mit den beiden Zylinderräumen 40, 42 der Plungerzylinder 18, 20
verbunden. D.h., bei der Steuerblocksektion 12 erfolgt die Druckmittelversorgung der
beiden parallel geschalteten Plungerzylinder 18, 20 über den summierten, über die
Arbeitsanschlüsse A, B der Sektion geführten Druckmittelvolumenströme, wobei die Druckmittelvolumenströme
außerhalb der Sektion 12 zusammengeführt werden. In der Steuerblocksektion 12 sind
noch weitere hydraulische Bauelemente, beispielsweise Druckbegrenzungsventile mit
kombinierter Einspeisefunktion, Wechselventile zum Abgreifen des höchsten Lastdrucks,
LS-Druckbegrenzungsventile, die vorgenannten Druckreduzierventile zur Ansteuerung
des Wegeventils 24 etc. angeordnet. Da diese hydraulischen Einrichtungen zum Verständnis
der Erfindung nichts beitragen, kann auf deren Beschreibung und Darstellung verzichtet
werden.
[0023] Wie sich aus dem Schaltsymbol des in die Sektion 12 eingezeichneten Wegeventils 24
ergibt, sind in seiner federvorgespannten (Zentrierfeder nicht dargestellt) Mittelstellung
die vier Anschlüsse P, T, A, B abgesperrt (closed center). Bei Ansteuerung der nicht
dargestellten Druckreduzierventile kann der Ventilschieber in der Darstellung gemäß
Figur 1 nach unten (Stellung a) verschoben werden, so dass der Druckanschluss P des
Wegeventils 24 mit dessen beiden Arbeits- oder Ausgangsanschlüssen A, B verbunden
ist und der von der Verstellpumpe 6 geförderte Druckmittelvolumenstrom über die Individualdruckwaage
28, das aufgesteuerte Wegeventil 24 und die beiden Arbeitsanschlüsse A, B der Sektion
12 zu den Zylinderräumen 40, 42 der Plungerzylinder 18, 20 strömt, um diese auszufahren
und entsprechend die Gabel des Gabelstaplers anzuheben. Über den Ventilschieber werden
dabei praktisch zwei parallele Durchflussquerschnitte mit jeweils einer Zulaufmessblende
44, 46 aufgesteuert, so dass das Druckmittel in zwei im wesentlichen gleich große
Teilvolumenströme über die beiden parallelen Vorlaufkanäle 34, 36 zum zugeordneten
Verbraucher (Plungerzylinder 18, 20) strömt. Durch diese Verdopplung des Vorlaufquerschnitts
von den Messblenden 44, 46 bis zur Zusammenführung der Vorlaufleitung 38 kann der
hydraulische Widerstand der Sektion 12 minimiert werden, so dass ein Steuerblock mit
vergleichsweise geringer Größe verwendbar ist, die im Hinblick auf die kleineren Verbraucher
(Neigeeinrichtung 22, optionale Verbraucher) optimiert ist. Zum Absenken der Gabel
wird der Ventilschieber des stetig verstellbaren Wegeventils 24 nach oben (Stellung
b) verschoben, so dass der Druckanschluss P des Wegeventils 24 abgesperrt ist und
dessen Arbeitsanschlüssen A, B über den Ablaufkanal 32 mit dem Tankanschluss T verbunden
sind, so dass das Druckmittel aus den beiden Zylinderräumen 40, 42 zum Tank T hin
abströmen kann und die Plungerzylinder 18, 20 durch das Gewicht der Gabel und ggfs.
der davon getragenen Last einfahren.
[0024] Demzufolge können durch die erfindungsgemäße Wegeventilanordnung beide Arbeitsanschlüsse
A, B der Sektion 12 je nach Stellung des Wegeventils 24 mit der Druckmittelquelle
oder der Druckmittelsenke verbunden werden, so dass jeweils parallele Teilströme in
Richtung zu den Plungerzylindern 18, 20 gefördert werden oder von diesen ablaufen.
[0025] Anhand der Schnittdarstellung gemäß Figur 2 wird der Grundaufbau des stetig verstellbaren
Wegeventils 24 erläutert. Dieses hat einen Ventilschieber 48, der in einer Ventilbohrung
50 der in scheibenbauweise ausgeführten Steuerblocksektion 12 geführt ist. Die Ventilbohrung
50 ist in der Darstellung nach Figur 2 von links nach rechts zu einer mit dem Tankanschluss
T (die im Folgenden genannten Anschlussbezeichnungen beziehen sich auf das Wegeventil
24) verbundenen Tanksteuerkammer 52, einer mit dem Arbeitsanschluss B verbundenen
Arbeitssteuerkammer 54, einer mit dem Druckanschluss P verbundenen Drucksteuerkammer
56, einer weiteren Arbeitssteuerkammer 58, einer weiteren Tanksteuerkammer 60, sowie
einer mit einem LS-Anschluss verbundenen LS-Steuerkammer 62 erweitert. Beidseitig
der LS-Steuerkammer 62 sind zwei LS-Verbindungskammern 64, 66 ausgebildet sind. Eine
derart aufgebauter Ventilbohrung 50 wird auch beim eingangs genannten Stand der Technik
gemäß dem Datenblatt RD 64 278 und RD 64 282 verwendet. Der innerhalb der Ventilbohrung
geführte Ventilschieber 48 hat zwei endseitige Stirnbunde 68, 70, zwischen denen ein
mittlerer Kolbenbund 72, ein zweiter Kolbenbund 74 sowie ein links vom Kolbenbund
72 angeordneter dritter Kolbenbund 76 ausgebildet, wobei die Kolbenbunde über vier
Kolbenhälse 78, 80, 82, 84 zueinander beabstandet sind. Der zweite Kolbenbund 74 hat
eine wesentlich größere Axiallänge als die beiden vom Kolbenhals 80 beabstandeten
Kolbenbunde 76, 72. An dem ebenfalls mit vergleichsweise großer Axiallänge ausgeführten
Stirnbund (links in Figur 2) ist eine Ringnut 86 ausgebildet, über die in der dargestellten
Mittelposition des Ventilschiebers 48 die LS-Steuerkammer 62 mit den beiden benachbarten
LS-Verbindungskammern 64, 66 verbunden ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der mittlere Kolbenbund 72 in der dargestellten Mittelstellung von einem Gehäusesteg
88 zwischen der Arbeitssteuerkammer 58 und der Drucksteuerkammer 56 überdeckt, so
dass die Drucksteuerkammer 56 mit vergleichsweise geringer Axiallänge ausgeführt werden
kann und somit das Wegeventil 24 relativ kurz baut. Der Ventilschieber 48 wird von
einem Kanal durchsetzt, von dem in Figur 2 nur die Mündungsbereiche 90, 92 sichtbar
sind. Demgemäß mündet der Kanal in der Mittelstellung des Wegeventils 24 einerseits
in der LS-Steuerkammer 62 und andererseits im Kolbenbund 74 Bereich eines Gehäusestegs
94 zwischen der Arbeitssteuerkammer 58 und der Drucksteuerkammer 56. Die dort angeordnete
Kanalmündung 90 ist somit vom Gehäusesteg 94 in der Mittelstellung überdeckt. An den
Ringstirnflächen des zweiten Kolbenbunds 74 sind zwei Steuerkanten 96, 98 ausgebildet.
An den beiden aufeinander zu weisenden Stirnflächen der beiden Kolbenbunde 72, 76
sind zwei weitere Steuerkanten 98, 100 ausgebildet und an der in Figur 2 rechten Stirnfläche
des Stirnbunds 70 ist eine vierte Steuerkante 102 ausgebildet, über die in der Mittelstellung
die Druckmittelverbindung zwischen der benachbarten Tanksteuerkammer 60 und der LS-Verbindungskammer
64 geöffnet ist. Wie in dem Schaltsymbol des Wegeventils 24 in Figur 1 dargestellt,
sind in der Mittelstellung durch die vorgenannten Steuerkanten 96, 98, 100 die Anschlüsse
A, B, P und T des Wegeventils abgesperrt. Die Steuerkanten sind jeweils mit Feinsteuerkerben
ausgeführt.
[0026] In Figur 3 ist das Wegeventil 24 in zwei Positionen a,b verstellt, wobei in der oberen
Position (a) die beiden Arbeitsanschlüsse A, B des Wegeventils 24 mit dessen Druckanschluss
P und in der unteren Position (b) die beiden Arbeitsanschlüsse A, B mit dem Tank oder
Ablaufanschluss T des Wegeventils 24 verbunden sind.
[0027] In der Darstellung gemäß Figur 3 oben ist der Ventilschieber 48 aus der in Figur
2 dargestellten Mittelstellung nach rechts verschoben. Dies erfolgt, in dem ein durch
den Stirnbund 70 begrenzter Steuerraum 104 über die nicht gezeigten Vorsteuerventile
(Druckreduzierventile) mit einem Steuerdruck beaufschlagt wird, so dass der Ventilschieber
48 durch den auf die Stirnfläche des Stirnbunds 70 wirkenden Steuerdruck gegen die
Kraft einer ebenfalls nicht dargestellten Zentrierfederanordnung verschoben wird.
Durch diese Axialverschiebung in Abhängigkeit von der Höhe des Steuerdrucks wird durch
die Steuerkanten 98, 99 ein Öffnungsquerschnitt zwischen der Drucksteuerkammer 56
und den beiden benachbarten Arbeitssteuerkammern 58 und 54 aufgesteuert. D.h., durch
die beiden Steuerkanten 98, 99 werden die beiden in Figur 1 angedeuteten Zulaufmessblenden
44, 46 geöffnet und somit der Druckmittelvolumenstrom zu den Plungerzylinder 18, 20
eingestellt. Die beiden Tanksteuerkammern 52, 60 bleiben gegenüber den jeweils benachbarten
Arbeitssteuerkammern 54 bzw. 58 abgesperrt. Die Verbindung der LS-Verbindungskammer
64 zur Tanksteuerkammer 60 wird durch die Steuerkante 102 geschlossen. Der in der
Arbeitssteuerkammer 54 stromabwärts der Zulaufmessblende 46 anliegende Lastdruck wird
über den Kanal mit den Kanalmündungen 90, 92 abgegriffen und in die LS-Verbindungskammer
64 gemeldet, die über die Ringnut 86 mit der LS-Steuerkammer 62 verbunden ist. Wie
bereits erwähnt, kann durch die parallel aufgesteuerten Zulaufmessblenden 44, 46 und
die sich daran anschliessenden parallelen Druckmittelpfade der Druckabfall im Vorlauf
zu dem angeschlossenen Verbraucher gegenüber herkömmlichen Lösungen wesentlich verringert
werden.
[0028] In Figur 3 unten ist eine Position (b) des Wegeventils 24 dargestellt, in der das
Druckmittel von den Plungerzylinder 18, 20 zum Tank T hin abströmt. Dazu wird der
ventilschieber 48 aus der in Figur 2 dargestellten Mittelstellung nach links verschoben,
in dem über die Vorsteuerung ein vom rechten Stirnbund 68 begrenzten Steuerraum 106
mit einem Steuerdruck beaufschlagt wird. Durch diese Axialverschiebung nach links
wird über die Steuerkante 96 die Verbindung von der Arbeitssteuerkammer 54 zur Tanksteuerkammer
52 und über die Steuerkante 100 die Verbindung zwischen der anderen Arbeitssteuerkammer
58 und der weiteren Tanksteuerkammer 60 aufgesteuert, während die Druckmittelverbindung
zwischen der Drucksteuerkammer 56 und den benachbarten Arbeitssteuerkammern 58, 54
durch die Steuerkanten 98 bzw. 99 gesperrt ist. Der Kanal mündet über die Kanalmündung
92 in der LS-Verbindungskammer 66, die über die Ringnut 86 mit der LS-Steuerkammer
62 verbunden ist. Die in Figur 3 rechts gelegenen Bohrungen der Kanalmündung 90 ist
vom Gehäusesteg 94 überdeckt. Der LS-Steuerraum 62 kann in der dargestellten Position
über die Steuerkante 102 des linken Stirnbundes 70 und die LS-Verbindungskammer 64
mit der Tanksteuerkammer 60 des Wegeventils 24 verbunden sein, so dass in der LS-Steuerkammer
62 der Sektion 12 der Tankdruck anliegt.
[0029] In Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel mit einem abgewandelten Ventilschieber 48
dargestellt. Der Aufbau der Ventilbohrung 50 ist im wesentlichen der Gleiche wie beim
vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel, so dass einander entsprechende Bauelemente mit
den gleichen Bezugszeichen versehen werden und auf eine nochmalige Beschreibung zur
Vermeidung von Wiederholungen verzichtet wird.
[0030] Bei dem abgewandelten Ventilschieber 48 sind die beiden Steuerkanten 99, 100 an einem
einzigen, vergleichsweise langen mittleren Kolbenbund 108 ausgebildet. Die Steuerkante
98 ist an einem vergleichsweise kurzen weiteren Kolbenbund 110 ausgebildet und die
Steuerkante 96 ist bei diesem Ausführungsbeispiel an dem rechten Stirnbund 68 ausebildet,
der mit einer größeren Axiallänge als beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ausgeführt
ist. Der kurze Kolbenbund 110 ist dabei von einem Gehäusesteg 111 zwischen der Drucksteuerkammer
56 und der Arbeitssteuerkammer 54 im wesentlichen überdeckt. Der andere Stirnbund
70 (links in Figur 4) hat den gleichen Aufbau wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel.
Der Kanal zum Abgreifen des Lastdrucks mündet bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
mit seiner Kanalmündung 90 in dem großen mittleren Kolbenbund 108, die andere Kanalmündung
92 mündet wiederum im Bereich der Ringnut 86. In der dargestellten Mittelposition
sind die Anschlüsse A, P, B, T des Wegeventils abgesperrt, die LS-Steuerkammer 62
ist über die Ringnut 86 und die Steuerkante 102 mit der Tanksteuerkammer 60 verbunden.
[0031] Gemäß Figur 5 unten, wird zum Ausfahren der Plungerzylinder 18, 20 der ventilschieber
48 durch Beaufschlagen des rechten Steuerraums 106 mit einem Steuerdruck aus der in
Figur 4 dargestellten Mittelposition nach links Position (a) verschoben, so dass der
vergleichsweise kurze weitere Kolbenbund 110 vollständig in der Drucksteuerkammer
56 aufgenommen ist, deren Axiallänge größer als diejenige des weiteren Kolbenbunds
110 ist. D.h., über die Steuerkante 98 wird bei der Axialverschiebung des Ventilschiebers
48 die Druckmittelverbindung von der Drucksteuerkammer 56 zur Arbeitssteuerkammer
54 und über die Steuerkante 99 des Kolbenbunds 108 die Drucksteuerkammer 56 mit der
weiteren Arbeitssteuerkammer 58 aufgesteuert und entsprechend die beiden Zulaufmessblenden
44, 46 geöffnet. Die Verbindung der beiden Tanksteuerkammern 52, 60 zu den benachbarten
Arbeitssteuerkammern 54, 58 bleibt abgesperrt. Der Lastdruck stromabwärts der Zulaufmessblende
44 wird über den Kanal mit den Kanalmündungen 90,92 und die Ringnut 86 in die LS-Steuerkammer
62 gemeldet. Wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel werden zwei Druckmittelvolumenströme
über das Wegeventil 24 und die Arbeitsanschlüsse A, B der Sektion 12 in Richtung zu
den Plungerzylindern 18, 20 gefördert, um diese auszufahren. Zum Einfahren der Plungerzylinder
18, 20 wird der Ventilschieber 48 gemäß Figur 5 oben aus seiner in Figur 4 dargestellten
Mittelposition durch Beaufschlagen des linken Steuerraums 4 mit einem Steuerdruck
nach rechts Position (b) verschoben, so dass über die Steuerkante 96 ein Ablaufquerschnitt
von der Arbeitssteuerkammer 54 zur Tanksteuerkammer 52 und über die Steuerkante 100
des Kolbenbunds 108 ein Ablaufquerschnitt von der weiteren Arbeitssteuerkammer 58
zur Tanksteuerkammer 102 aufgesteuert ist. Die Verbindung zwischen der Drucksteuerkammer
56 und den beiden benachbarten Steuerkammern 54, 56 ist abgesperrt. Bei der in Figur
5 dargestellten Variante ist die LS-Steuerkammer 62 nicht über die LS-Verbindungskammer
64 mit der Tanksteuerkammer 102 verbunden. Prinzipiell könnte der Stirnbund 70 auch
so ausgebildet sein, dass in den Positionen des Wegeventilschiebers 24 in den an das
Druckmittel von den Plungerzylinder 18, 20 abläuft, die LS-Steuerkammer 62 mit dem
Tank verbunden ist. In der in Figur 5 oben dargestellten Position des Ventilschiebers
48 strömt das Druckmittel von den beiden Zylinderräumen 40, 42 der Plungerzylinder
18, 20 zum Tank T des Hydrauliksystems ab, wobei der Druckmittelvolumenstrom durch
die aufgesteuerten Ablaufquerschnitte bestimmt ist, bei dem in den Figuren 4 und 5
dargestellten Ausführungsbeispiel sind lediglich drei Kolbenhälse 78, 112 und 114
erforderlich, so dass die Herstellung des in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
etwas einfacher als beim eingangs beschriebenen Ausführungsbeispiel ist.
[0032] Prinzipiell könnte man die beiden Steuerkanten 96, 98 auch an einem einzigen Kolbenbund
110 mit größerer Axiallänge ausbilden und dann entsprechend die Steuerkanten 99 und
100 an zwei getrennten Kolbenbunden vorsehen. In diesem Fall müssten jedoch geeignete
LS-Kanäle oder Nuten, Bohrungen vorgesehen werden, um in der Mittelstellung und ggfs.
in der Ablaufposition (Arbeitsanschlüsse A, B des Wegeventils mit dem Tankanschluss
T verbunden) die LS-Steuerkammer 62 oder zumindest die LS-Verbindungskammer 64 mit
dem Tank T zu verbinden.
[0033] Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen wird über die Steuerblocksektion 12
ein einfachwirkender Verbraucher (Plungerzylinder 18, 20) angesteuert. Prinzipiell
ist auch die Ansteuerung doppeltwirkender Verbraucher möglich, wobei dann jedem Druckraum
des Verbrauchers eine Steuerblocksektion 12 mit dem vorbeschriebenen Aufbau zugeordnet
ist.
[0034] Offenbart sind ein Steuerblock zur Druckmittelversorgung zumindest eines Verbrauchers
mit großem Druckmittelbedarf und zumindest eines kleineren Verbrauchers und eine für
einen derartigen Steuerblock geeignete Steuerblocksektion, über die der größere der
Verbraucher mit Druckmittel versorgbar ist. Diese Steuerblocksektion hat zwei Arbeitsanschlüsse,
die beide mit dem Druckraum verbindbar sind, so dass Druckmittel über zwei parallele
Druckmittelströmungspfade in Richtung zum Verbraucher strömt.
Bezugszeichenliste
[0035]
- 1
- Steuerblock
- 2
- Tankleitung
- 4
- Pumpenleitung
- 6
- Verstellpumpe
- 8
- Pumpenregler
- 10
- Eingangselement
- 12
- Steuerblocksektion
- 14
- Steuerblocksektion
- 16
- Endelement
- 18
- Plungerzylinder
- 20
- Plungerzylinder
- 22
- Neigeeinrichtung
- 24
- Wegeventil
- 26
- Individualdruckwaage
- 28
- Druckwaagenfeder
- 30
- Zulaufkanal
- 32
- Ablaufkanal
- 34
- Vorlaufkanal
- 36
- Vorlaufkanal
- 38
- Vorlaufleitung
- 40
- Zylinderraum
- 42
- Zylinderraum
- 44
- Zulaufmessblende
- 46
- Zulaufmessblende
- 48
- Ventilschieber
- 50
- Ventilbohrung
- 52
- Tanksteuerkammer
- 54
- Arbeitssteuerkammer
- 56
- Drucksteuerkammer
- 58
- Arbeitssteuerkammer
- 60
- Tanksteuerkammer
- 62
- LS-Steuerkammer
- 64
- LS-Verbindungskammer
- 66
- LS-Verbindungskammer
- 68
- Stirnbund
- 70
- Stirnbund
- 72
- mittlerer Kolbenbund
- 74
- zweiter Kolbenbund
- 76
- dritter Kolbenbund
- 78
- Kolbenhals
- 80
- Kolbenhals
- 82
- Kolbenhals
- 84
- Kolbenhals
- 86
- Ringnut
- 88
- Gehäusesteg
- 90
- Kanalmündung
- 92
- Kanalmündung
- 94
- Gehäusesteg
- 96
- Steuerkante
- 98
- Steuerkante
- 99
- Steuerkante
- 100
- Steuerkante
- 102
- Steuerkante
- 104
- Steuerraum
- 106
- Steuerraum
- 108
- Kolbenbund
- 110
- weiterer Kolbenbund
- 111
- Gehäusesteg
1. Steuerblock zur Druckmittelversorgung zumindest eines Verbrauchers (18, 20) mit großem
Druckmittelbedarf und zumindest eines kleineren Verbrauchers (22), wobei jedem Verbraucher
(18, 20; 22) zumindest eine Steuerblocksektion (12, 14, N) mit jeweils einem stetig
verstellbaren Wegeventil (24) zugeordnet ist, über das ein Druckraum (42, 44) des
Verbrauchers (18, 20) mit einer Druckmittelquelle (B) oder Druckmittelsenke (T) verbindbar
ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dem größeren Verbraucher (18, 20) zugeordnete Steuerblocksektion (12) ein stetig
verstellbares Wegeventil (24) mit zwei Arbeitsanschlüssen (A, B) hat, die beide mit
dem Druckraum (40, 42) verbunden sind.
2. Steuerblock nach Patentanspruch 1, wobei der größere Verbraucher zwei Druckräume hat,
denen jeweils eine eigene Steuerblocksektion (12) zugeordnet ist.
3. Steuerblock nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei diese als LS- oder LUDV-Steuerblock
ausgeführt ist.
4. Steuerblocksektion für einen Steuerblock nach einem der vorhergehenden Patentansprüche,
mit einem Druckanschluss (P), einem Ablaufanschluss (T) und zwei Arbeitsanschlüssen
(A, B) und einem Wegeventil (24), über das beide Arbeitsanschlüsse (A, B) gemeinsam
mit dem Druckanschluss (P) oder dem Ablaufanschluss (T) verbindbar sind.
5. Steuerblocksektion nach Patentanspruch 4, wobei ein Ventilschieber (48) des Wegeventils
(24) drei Kolbenbunde (72, 74, 76) hat, über deren Steuerkanten (96, 98, 99, 100)
die Verbindung zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen (A, B) und dem Druckanschluss
(P) sowie dem Ablaufanschluss (T) auf- bzw. zusteuerbar ist, wobei ein Kolbenbund
(72, 110), über den die Verbindung zwischen dem Druckanschluss und zumindest einem
Arbeitsanschluss (A,B) auf- bzw. zusteuerbar ist, in einer Mittelstellung von einem
Gehäusesteg (88, 111) zwischen einer dem Arbeitsanschluss (A) zugeordneten Arbeitssteuerkammer
(58, 54) und einer dem Druckanschluss (P) zugeordneten Drucksteuerkammer (56) entweder
im wesentlichen vollständig überdeckt ist.
6. Steuerblocksektion nach Patentanspruch 5, wobei der Kolbenbund (72, 110) vom Gehäusesteg
(88, 111) überdeckt ist und eine Steuerkante (99, 98) aufweist, über die die Verbindung
zwischen der Arbeitssteuerkammer (54, 58) und der Drucksteuerkammer (56) auf-oder
zusteuerbar ist.
7. Steuerblocksektion nach Patentanspruch 5 oder 6, mit einem zweiten Kolbenbund (74)
mit zwei Steuerkanten (96, 98), über die eine Verbindung zwischen einer Arbeitssteuerkammer
(54) und einer mit dem Tankanschluss (T) verbundenen Tanksteuerkammer (52) bzw. der
Drucksteuerkammer (56) und der Arbeitssteuerkammer (54) auf- bzw. zusteuerbar ist,
wobei der dritte Kolbenbund (76) eine Steuerkante (100) zum Auf- bzw. Zusteuern der
Verbindung zwischen der ersten Arbeitssteuerkammer (58) und einer zweiten, benachbarten
Tanksteuerkammer (60) aufweist.
8. Steuerblocksektion nach Patentanspruch 5 oder 6, mit einem weiteren Kolbenbund (108)
der zwei Steuerkanten (99, 100) aufweist, von denen eine die Verbindung zwischen der
Drucksteuerkammer (56) und der Arbeitssteuerkammer (58) und die andere die Verbindung
zwischen der Arbeitssteuerkammer (58) und einer mit dem Tankanschluss verbundenen
Tanksteuerkammer (60) auf- bzw. zusteuert, wobei der dritte Kolbenbund (68) mit einer
Steuerkante (96) ausgeführt ist, über die die Verbindung zwischen der Arbeitssteuerkammer
(54) und einer weiteren Tanksteuerkammer (52) einstellbar ist.
9. Steuerblocksektion nach Patentanspruch 8, wobei der Ventilschieber (48) mit drei Kolbenhälsen
(78, 112, 114) ausgeführt ist.
10. Steuerblocksektion nach einem der Patentansprüche 4 bis 9, mit einer LS-Steuerkammer
(62) die über einen den Ventilschieber (48) durchsetzenden Kanal (90, 92) mit dem
Lastdruck in einer der Arbeitssteuerkammern (54, 58) beaufschlagbar ist.
11. Steuerblocksektion nach Patentanspruch 10, wobei der Kanal einerseits in einer Ringnut
(86) des Ventilschiebers (48) und andererseits am Aussenumfang eines in eine Arbeitssteuerkammer
(54, 58) bewegbaren Kolbenbundabschnitts (74, 108) mündet.
12. Steuerblocksektion nach Patentanspruch 10 oder 11, mit einer an einem Stirnbund (70)
ausgebildeten LS-Steuerkante (102), über die eine an die LS-Steuerkammer (62) angrenzende
LS-Verbindungskammer (64) mit der benachbarten Tanksteuerkammer (60) verbindbar ist.