(19)
(11) EP 2 891 805 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
08.07.2015  Patentblatt  2015/28

(21) Anmeldenummer: 14190831.9

(22) Anmeldetag:  29.10.2014
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
F15B 11/05(2006.01)
F15B 13/04(2006.01)
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME

(30) Priorität: 02.12.2013 DE 102013224655

(71) Anmelder: ROBERT BOSCH GMBH
70442 Stuttgart (DE)

(72) Erfinder:
  • Kauss, Wolfgang
    69340 Francheville (FR)
  • Galtier, Benoit
    69008 Lyon (FR)
  • Fremiot, Guillaume
    69530 Orlienas (FR)

(74) Vertreter: Maiß, Harald 
Bosch Rexroth AG Patentabteilung Postfach 11 64
97419 Schweinfurt
97419 Schweinfurt (DE)

   


(54) Steueranordnung und Steuerventil für eine derartige Steueranordnung


(57) Offenbart ist eine hydraulische Steueranordnung zum Steuern von zumindest einem Verbraucher. Die Steueranordnung bildet hierbei ein Open-Center-System aus. Für den zumindest einen Verbraucher ist ein Steuerventil vorgesehen, über das sich ein Umlaufströmungspfad erstreckt. Dieser ist einerseits an einer Hydropumpe und andererseits an einen Tank angeschlossen. An die Hydropumpe ist der Umlaufströmungspfad über eine Pilotblende angeschlossen, die somit zwischen der Hydropumpe und dem Steuerventil vorgesehen ist. Steuert das Steuerventil den Verbraucher über eine Zumessblende an, so wird gleichzeitig der Umlaufströmungspfad zugesteuert und zusätzlich eine Verbindung zwischen dem Umlaufströmungspfad und dem Verbraucher stromabwärts der Zumessblende aufgesteuert. Über einen Differenzdruckregler wird dann eine Druckdifferenz über die Pilotblende und die Zumessblende konstant gehalten, womit ein Fluidvolumenstrom zum Verbraucher lastdruckunabhängig über die Zumessblende variierbar ist.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steueranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einem Steuerventil für eine derartige hydraulische Steueranordnung.

[0002] Aus dem Datenblatt RD 64 122/05.03 der Firma Rexroth ist eine derartige hydraulische Steueranordnung bekannt. Diese hat eine Mehrzahl von Steuerventilen beziehungsweise Drosselsteuerventilen, die jeweils zur Steuerung eines Aktuators eingesetzt sind. Mit dem Steuerventil ist eine Druckmittelverbindung zwischen dem dem Steuerventil zugeordneten Aktuator und einer Hydropumpe und zwischen dem Aktuator und einem Tank steuerbar. Die Steueranordnung und die Steuerventile sind in Open-Center (OC) Bauweise ausgestaltet. Über die Steuerventile erstreckt sich hierbei ein Umlaufkanal, der von einer Hochdruckseite beziehungsweise einer Pumpenleitung der Hydropumpe ausgeht und in den Tank mündet. In einer jeweiligen Grundstellung eines Ventilschiebers eines jeweiligen Steuerventils ist der Umlaufkanal aufgesteuert. Wird der Ventilschieber ausgehend von der Grundstellung in Richtung von ersten Schaltstellungen oder entgegengesetzt in Richtung von zweiten Schaltstellung verschoben, so wird eine Druckmittelverbindung zwischen der Hydropumpe und dem Aktuator aufgesteuert und der Umlaufkanal gleichzeitig zugesteuert. Die Zusteuerung des Umlaufkanals führt zu einer Druckerhöhung in der Pumpenleitung. Übersteigt der Pumpendruck dann einen Lastdruck des angesteuerten Aktuators, so öffnet ein dem Steuerventil zugeordnetes Rückschlagventil, und der Aktuator wird mit Druckmittel aus der Pumpenleitung versorgt. Mit einem derartigen Steuerventil erfolgt somit eine Drucksteuerung. Eine Größe des über das Steuerventil zum Aktuator strömenden Fluidvolumenstroms kann hierbei nur zwischen 0 und einem maximalen Fluidvolumenstrom gesteuert werden. Die Höhe des Fluidvolumenstroms bestimmt beispielsweise die Geschwindigkeit des Aktuators, bei dem es sich um einen Hydrozylinder handeln kann. Eine Begrenzung der Höhe des Fluidvolumenstroms unterhalb des maximalen Fördervolumenstroms der Hydropumpe ist nur möglich, wenn ein Teil des Fördervolumenstroms unter einem Maximaldruck zum Tank über den Umlaufkanal gedrosselt wird. Des Weiteren ist die Höhe des Fluidvolumenstroms nicht lastdruckunabhängig.

[0003] Aus dem Datenblatt RE 64 121/01.95 der Firma Rexroth ist eine weitere Ausführungsform einer hydraulischen Steueranordnung offenbart. Bei dieser ist der Umlaufkanal über eine Pilotblende an dem Pumpenkanal angeschlossen.

[0004] Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik bekannt, über ein Ventil in Form eines Differenzdruckreglers eine Druckdifferenz über das Pilotventil konstant zu halten. Der Differenzdruckregler wirkt hierbei mit einem Stellzylinder einer Hydropumpe in Form einer Verstellpumpe zusammen. Wird der Ventilschieber des Steuerventils nun aus seiner Grundstellung in Richtung von Schaltstellungen bewegt, so wird der Umlaufkanal zugesteuert, womit ein Druck stromab der Pilotblende steigt. Dies wiederum führt dazu, dass durch den Differenzdruckregler die Verstellpumpe derart verschwenkt wird, dass ein Druck stromauf der Pilotblende ebenfalls steigt, um die Druckdifferenz über die Pilotblende konstant zu halten. Übersteigt der Druck in der Pumpenleitung dann den Lastdruck des angesteuerten Aktuators, so öffnet das dem Steuerventil zugeordnete Rückschlagventil und der Aktuator wird mit Druckmittel versorgt. Auch hierbei kann die Höhe eines Fluidvolumenstroms zum Aktuator nicht lastunabhängig gesteuert und begrenzt werden.

[0005] Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steueranordnung beziehungsweise eine Drosselsteuerung zu schaffen, die eine Größe eines Fluidvolumenstroms zu einem Aktuator, insbesondere lastdruckunabhängig, auf einfache Weise steuern kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Steuerventil für eine derartige Steueranordnung zu schaffen, das einfach und kostengünstig aufgebaut ist.

[0006] Die Aufgabe hinsichtlich der hydraulischen Steueranordnung wird gelöst gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Steuerventils gemäß den Merkmalen des Anspruchs 11.

[0007] Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

[0008] Erfindungsgemäß ist eine hydraulische Steueranordnung, insbesondere eine Drosselsteuerung, mit einer Hydropumpe zur Druckmittelversorgung zumindest eines Aktuators vorgesehen. An einer Hochdruckseite der Hydropumpe beziehungsweise an einer Pumpenleitung ist der Aktuator über ein Steuerventil angeschlossen. Zum Steuern des Aktuators weist das Steuerventil eine Zumessblende auf. Mit der Zumessblende kann hierbei ein Strömungsquerschnitt zwischen der Hydropumpe und dem Aktuator eingestellt werden. Des Weiteren ist an die Hochdruckseite der Hydropumpe ein Umlaufströmungspfad über eine Pilotblende angeschlossen. Der Umlaufströmungspfad ist dabei über das stromabwärts des Pilotventils angeordnete Steuerventil (Drosselsteuerventil) mit einem Tank verbindbar. Über einen Differenzdruckregler ist eine Druckdifferenz über die Pilotblende konstant haltbar. Der Differenzdruckregler kann hierfür den Druck stromauf und stromab der Pilotblende abgreifen, um mit der Steueranordnung zum Konstanthalten der Druckdifferenz zusammenzuwirken. Erfindungsgemäß ist bei geschlossener Zumessblende des Steuerventils die Druckmittelverbindung des Umlaufströmungspfads über das Steuerventil, insbesondere vollständig, geöffnet. Beim Aufsteuern der Zumessblende wird die Druckmittelverbindung des Umlaufströmungspfads durch das Steuerventil zugesteuert, und zusätzlich eine Druckmittelverbindung zwischen dem Umlaufströmungspfad und dem Aktuator, insbesondere stromab des Zumessblende aufgesteuert. Der Differenzdruckregler ist somit über das Steuerventil bei aufgesteuerter Zumessblende an den Aktuator angeschlossen

[0009] Da der Differenzdruckregler bei aufgesteuerter Zumessblende nun den Druck stromab der Pilotblende und der Zumessblende und stromauf der Pilotblende und der Zumessblende abgreift, wird somit zum einen die Druckdifferenz über die Pilotblende und zum anderen auch über die Zumessblende konstant gehalten. Dies führt vorteilhafterweise dazu, dass ein Fluidvolumenstrom über die Zumessblende somit lastunabhängig einstellbar ist. Über einen Öffnungsquerschnitt der Zumessblende kann somit der Fluidvolumenstrom zum Aktuar lastunabhängig eingestellt werden. Bisher sind aus dem Stand der Technik nur Drosselsteuerungen beziehungsweise Steueranordnungen bekannt, deren charakteristische Eigenschaft es ist, dass nur ein Pumpendruck steuerbar ist. Eine Steuerung eines Fluidvolumenstroms von der Hydropumpe zum Aktuator war bisher nicht möglich. Ein maximaler Fluidvolumenstrom konnte bisher nur bei einem maximalen Pumpendruck vorgesehen werden, was zu hohen Verlusten führt. Eine erfindungsgemäße hydraulische Steueranordnung weist des Weiteren äußerst geringe hydraulische Verluste auf, was zu einer Energieeinsparung und Kostenreduzierung führt.

[0010] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Hydropumpe vorzugsweise eine Verstellpumpe, die über einen Stellzylinder verschwenkbar ist. Der Differenzdruckregler kann hierbei derart mit der Verstellpumpe und dem Stellzylinder zusammenwirken, dass die Druckdifferenz über die Pilotblende und bei geöffneter Zumessblende auch über die Zumessblende konstant ist.

[0011] Der Differenzdruckregler kann als stetig verstellbares 3/2-Wegeventil ausgestaltet sein. Ein Ventilschieber kann hierbei von einer Federkraft einer Ventilfeder und dem Druck stromab der Pilotblende beziehungsweise stromauf des Steuerventils in Richtung einer Grundstellung beaufschlagt sein. In der Grundstellung kann der Stellzylinder derart zum Tank entlastet sein, dass die Verstellpumpe in Richtung eines höheren Fördervolumenstroms verschwenkt wird. In entgegengesetzter Richtung kann der Ventilschieber vom Pumpendruck beziehungsweise vom Druck der Hochdruckseite der Hydropumpe beaufschlagt sein hin in Richtung von Schaltstellungen. In diesen kann der Stellzylinder mit Druckmittel von der Verstellpumpe derart versorgbar sein, dass die Verstellpumpe in Richtung eines kleineren Fördervolumenstroms verschwenkt wird.

[0012] Mit Vorteil ist dem Steuerventil und/oder dem Aktuator ein Rückschlagventil zugeordnet, um eine Last des Aktuators zu halten, falls der Lastdruck höher als der Pumpendruck ist. Das Rückschlagventil ist vorzugsweise stromauf der Zumessblende angeordnet. Es kann beispielsweise in dem Steuerventil ausgebildet oder außerhalb des Steuerventils angeordnet sein.

[0013] Vorzugsweise ist ein weiteres Rückschlagventil zum Lasthalten im Druckmittelströmungspfad zwischen der Pilotblende und dem Steuerventil angeordnet. Dieses Rückschlagventil kann ebenfalls im Steuerventil im Druckmittelströmungspfad zwischen der Pilotblende und dem Arbeitsanschluss des Steuerventils ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dieses Rückschlagventil außerhalb des Steuerventils anzuordnen.

[0014] Sollen mehrere Aktuatoren beziehungsweise Verbraucher gesteuert werden, so ist es vorteilhaft, eine Mehrzahl von Steuerventilen für jeweils einen Aktuator vorzusehen. Die Steuerventile sind hierbei fluidisch parallel an die Hockdruckseite der Hydropumpe angeschlossen. Der Umlaufströmungspfad erstreckt sich hierbei über alle Steuerventile. Hinsichtlich des Umlaufströmungspfads sind die Steuerventile somit fluidisch in Reihe zueinander angeordnet. Mit der erfindungsgemäßen hydraulischen Steueranordnung kann somit der Fluidvolumenstrom für einen jeweiligen Aktuator sowohl gesteuert als auch begrenzt und an den individuellen Bedarf eines jeweiligen Aktuators angepasst werden.

[0015] Sind mehrere Aktuatoren und somit mehrere Steuerventile vorgesehen, so kann die Steuerung und die Begrenzung des Fluidvolumenstroms von der Hydropumpe zu dem jeweiligen Aktuator lastdruckunabhängig bei einer Einzelbewegung erfolgen und im Übrigen für den lastdruckhöchsten Aktuator.

[0016] Das Steuerventil hat vorzugsweise zwei Arbeitsanschlüsse, an die der Aktuator angeschlossen ist. Des Weiteren weist es einen Druckanschluss für die Hydropumpe und einen Tankanschluss auf. In einer Grundstellung des Ventilschiebers können alle Anschlüsse gesperrt sein. Bei einer Verschiebung des Ventilschiebers ausgehende von der Grundstellung in Richtung von ersten Schaltstellungen kann dann der erste Arbeitsanschluss mit dem Druckanschluss über die Zumessblende und der zweite Arbeitsanschluss mit dem Tankanschluss verbunden sein. Wird der Ventilschieber ausgehend von seiner Grundstellung in Richtung von zweiten Schaltstellungen verschoben, so kann der zweite Arbeitsanschluss mit dem Druckanschluss über die Zumessblende und der erste Arbeitsanschluss mit dem Tankanschluss verbunden sein. Es ist denkbar ein Steuerventil mit nur einem Arbeitsanschluss vorzusehen, womit der Ventilschieber ausgehend von seiner Grundstellung nur in eine Richtung verschiebbar ist.

[0017] Für den Umlaufströmungspfad kann das Steuerventil einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss aufweisen. In den ersten Schaltstellungen kann hierbei über den Ventilschieber eine Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangsanschluss und dem ersten Arbeitsanschluss aufgesteuert sein. Bei einer entgegengesetzten Verschiebung in Richtung der zweiten Schaltstellungen kann eine Druckmittelverbindung dann zwischen dem Eingangsanschluss und dem zweiten Arbeitsanschluss aufgesteuert sein. Ein derartiges Steuerventil ist äußerst einfach ausgestaltet und führt dazu, dass der Umlaufströmungspfad auf einfache Weise an den mit Lastdruck beaufschlagten Arbeitsanschluss angeschlossen wird.

[0018] Zusätzlich zum Differenzdruckregler kann der Verstellpumpe ein Maximaldruckregler zugeordnet sein. Dieser ist dabei derart ausgelegt, dass er bei Erreichen eines eingestellten maximalen Pumpendrucks derart mit der Verstellpumpe beziehungsweise dem Stellzylinder zusammenwirkt, dass der maximale Pumpendruck nicht überschritten wird.

[0019] Mit Vorteil ist der Ventilschieber des Steuerventils in seiner Grundstellung federzentriert. Er kann beispielsweise elektrisch, hydraulisch oder manuell betätigbar sein.

[0020] Als Aktuator ist beispielsweise ein Hydrozylinder, insbesondere in Form eines Differenzialzylinders, vorgesehen.

[0021] Die hydraulische Steueranordnung beziehungsweise die Drosselsteuerung wird vorzugsweise bei kompakten Baumaschinen, insbesondere Baggerladern, Teleskopladern, Radladern und Mini- und Kompaktbaggern zur Betätigung von deren Aktuatoren beziehungsweise von deren Arbeitshydraulik eingesetzt.

[0022] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Steuerventil oder sind die Steuerventile in einem Ventilblock angeordnet. In diesem können auch alle weiteren Ventile und möglicherweise auch die Verstellpumpe mit dem Stellzylinder angeordnet sein. Alternativ ist denkbar, für ein jeweiliges Steuerventil eine Ventilscheibe vorzusehen.

[0023] Alternativ kann das Steuerventil einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss für den Umlaufströmungspfad aufweisen, wobei bei einer Verschiebung des Ventilschiebers ausgehend von der Grundstellung in Richtung der ersten Schaltstellungen eine Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangsanschluss und dem ersten Arbeitsanschluss aufgesteuert ist, eine Druckmittelverbindung zwischen dem zweiten Arbeitsanschluss und dem Tankanschluss aufgesteuert ist und zusätzlich eine Druckmittelverbindung zwischen dem zweiten Arbeitsanschluss und dem Druckanschluss aufgesteuert ist. Dies ist äußerst vorteilhaft, wenn das Steuerventil zur Steuerung eines Differentialzylinders eingesetzt ist. Der zweite Arbeitsanschluss ist hierbei vorteilhafterweise mit der stangenseitigen Kammer des Differentialzylinders verbunden. Am Ventilschieber wird nur ein vergleichsweise geringer Strömungsquerschnitt für das von der Stangenseite verdrängte Druckmittel zum Tank freigegeben, so dass ein größerer Teil des von der Stangeseite verdrängten Druckmittels aufgrund der Druckübersetzung über das Steuerventil zum ersten Arbeitsanschluss und somit zur Bodenseite des Differentialzylinders fließt. Über die Zumessblende des Ventilschiebers fließt nun eine Summe des von der Stangeseite des Differentialzylinders zurückfließenden und von der Verstellpumpe zuströmenden Fluidvolumenstroms. Der Differenzdruckregler der Verstellpumpe misst und begrenzt den Druckunterschied über die Zumessblende. Bei einem Grenzfall, wenn die Druckmittelverbindung zwischen dem zweiten Arbeitsanschluss und dem Tank geschlossen ist, fördert die Verstellpumpe nur das von einer Kolbenstange des Differentialzylinders verdrängte Volumen.

[0024] Vorzugsweise hat ein erfindungsgemäßes Steuerventil für die hydraulische Steueranordnung zumindest einen Arbeitsanschluss, vorzugsweise zwei Arbeitsanschlüsse, zum Anschließen eines Aktuators. Des Weiteren hat das Steuerventil vorzugsweise einen Druckanschluss oder Druckkanal zum Anschließen einer Hydropumpe, einen Tankanschluss oder Tankkanal sowie einen Eingangs- und einen Ausgangsanschluss oder einen Eingangs- und Ausgangskanal für einen Umlaufströmungspfad. Bei einer Verschiebung eines stetig verstellbaren Ventilschiebers ausgehend von einer Grundstellung in Richtung von Schaltstellungen kann eine Druckmittelverbindung zwischen dem Arbeitsanschluss und dem Druckanschluss und dem Arbeitsanschluss und dem Eingangsanschluss aufsteuerbar sein. Bei dieser Verschiebung kann des Weiteren eine Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss zusteuerbar sein.

[0025] Ein derartiges Steuerventil ist vorrichtungstechnisch äußerst einfach ausgestaltet und führt bei einem Einsatz in einer üblichen hydraulischen Steueranordnung beziehungsweise Drosselsteuerung als Ersatz der dort eingesetzten Steuerventile zu den vorstehend erläuterten Vorteilen.

[0026] In einem Ventilgehäuse des Steuerventils kann zwischen dem Druckanschluss und dem Arbeitsanschluss stromauf des Ventilschiebers ein in Druckmittelströmungsrichtung hin zum Ventilschieber sich öffnendes Rückschlagventil vorgesehen sein.

[0027] Wie vorstehend bereits erläutert kann das Steuerventil einen weiteren zweiten Arbeitsanschluss aufweisen.

[0028] Mit Vorteil ist der Ventilschieber in einer Ventilbohrung des Ventilgehäuses beziehungsweise eines Ventilblocks beziehungsweise einer Ventilscheibe verschiebbar angeordnet. Der Ventilschieber hat hierbei vorzugsweise eine erste Steuerkante zum Steuern der Druckmittelverbindung zwischen dem Druckanschluss und dem ersten Arbeitsanschluss. Mit einer zweiten Steuerkante kann eine Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss in einer ersten Verschieberichtung des Ventilschiebers gesteuert sein. Über eine dritte Steuerkante kann die Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangsanschluss und dem ersten Arbeitsanschluss gesteuert sein. Eine vierte Steuerkante kann zum Steuern der Druckmittelverbindung zwischen dem zweiten Arbeitsanschluss und dem Tankanschluss eingesetzt werden. Eine fünfte Steuerkante kann zum Steuern der Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsanschluss in einer zweiten Verschieberichtung des Ventilschiebers eingesetzt werden. Eine sechste Steuerkante dient vorzugsweise zum Steuern der Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangsanschluss und dem zweiten Arbeitsanschluss. Eine siebte Steuerkante ist zum Steuern der Druckmittelverbindung zwischen dem ersten Arbeitsanschluss und dem Tankanschluss vorgesehen. Mit einer achten Steuerkante kann eine Druckmittelverbindung zwischen dem zweiten Arbeitsanschluss und dem Eingangsanschluss gesteuert werden. Ist das Steuerventil nur für einen Arbeitsanschluss ausgelegt, so ist denkbar, nur die erste, zweite, dritte und siebte Steuerkante vorzusehen.

[0029] Bevorzugterweise kann bei einer Verschiebung des Ventilschiebers ausgehend von einer Grundstellung in Richtung von ersten Schaltstellungen die erste, die dritte und die vierte Steuerkante einen Strömungsquerschnitt aufsteuern. Die zweite Steuerkante steuert hierbei vorzugsweise einen Strömungsquerschnitt zu. Die sechste Steuerkante kann zugesteuert verbleiben. Bei einer Verschiebung des Ventilschiebers ausgehend von der Grundstellung in Richtung von zweiten Schaltstellungen kann die sechste, siebte und achte Steuerkante einen Strömungsquerschnitt aufsteuern, während die fünfte Steuerkante einen Strömungsquerschnitt zusteuert. Die dritte Steuerkante kann zugesteuert verbleiben.

[0030] Vorrichtungstechnisch einfach können die dritte und die achte Steuerkante durch zumindest eine Radialbohrung in dem Ventilschieber ausgebildet sein. Diese kann jeweils über eine in dem Ventilschieber, insbesondere axial eingebrachte Sacklochbohrung münden, über die sie sodann mit dem jeweiligen Arbeitsanschluss, insbesondere über eine in den Ventilschieber eingebrachte Radialbohrung, fluidisch verbunden ist. Die dritte und achte Steuerkante können auch jeweils als Bohrungsstern ausgebildet sein. In der Sacklochbohrung kann ein in Druckmittelströmungsrichtung hin zum Arbeitsanschluss sich öffnendes Rückschlagventil vorgesehen sein.

[0031] Mit Vorteil ist die Sacklochbohrung gestuft ausgebildet und von einer Stirnseite des Ventilschiebers her eingebracht. An einem Stufenübergang ist hierbei ein Ventilsitz ausgebildet, an dem ein Ventilkörper des Rückschlagventils dichtend anliegen kann. Der Ventilkörper ist hierbei in einem einen größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt der Sacklochbohrung angeordnet. In Richtung des Ventilsitzes ist der Ventilkörper mit einer Federkraft einer Ventilfeder beaufschlagt, die sich an einem die Sacklochbohrung verschließenden Verschlusselement abstützt. Ist der Ventilkörper vom Ventilsitz abgehoben, so gibt er eine Druckmittelverbindung zwischen der Sacklochbohrung und zumindest einer im Bereich des Arbeitsanschlusses mündenden Radialbohrung frei.

[0032] Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Steueranordnung gemäß einer Ausführungsform,

Figur 2 in einem Längsschnitt ein erfindungsgemäßes Steuerventil der Steueranordnung aus Figur 1 gemäß einer ersten Ausführungsform und

Figur 3 in einem Längsschnitt das Steuerventil gemäß einer zweiten Ausführungsform.



[0033] Figur 1 zeigt eine hydraulische Steueranordnung 1, die als Drosselsteuerung für kompakte Baumaschinen eingesetzt ist und eine Volumenstromsteuerung und - begrenzung ermöglicht. Die Steueranordnung 1 hat ein erstes als Drosselventil ausgebildetes Steuerventil 2 und ein zweites als Drosselventil ausgebildetes Steuerventil 4. Diese dienen zum Steuern eines jeweiligen Aktuators 6 beziehungsweise 8. Zur Druckmittelversorgung der Aktuatoren 6 und 8 ist eine Hydromaschine in Form einer Verstellpumpe 10 mit einem Stellzylinder 12 vorgesehen. Zur Regelung der Verstellpumpe 10 hat die Steueranordnung 1 einen Differenzdruckregler 14 und einen Maximaldruckregler 16. Der Maximaldruckregler 16 begrenzt hierbei einen maximalen Pumpendruck der Verstellpumpe 10.

[0034] Die Verstellpumpe 10 fördert Druckmittel von einer mit einem Tank 18 verbundenen Tankleitung 20 in eine Pumpenleitung 22, die die Hochdruckseite der Verstellpumpe 10 darstellt. An die Pumpenleitung 22 ist ein jeweiliges Steuerventil 2 beziehungsweise 4 mit einer Druckleitung 24 angeschlossen. In der Druckleitung 24 ist jeweils ein in Druckmittelströmungsrichtung weg von der Verstellpumpe 10 und hin zum jeweiligen Steuerventil 2 beziehungsweise 4 sich öffnendes Rückschlagventil 26 vorgesehen. Eine jeweilige Druckleitung 24 mündet dann in einen Druckanschluss P des Steuerventils 2 beziehungsweise 4. Mit einer Tankleitung 28 ist ein jeweiliges Steuerventil 2 beziehungsweise 4 an den Tank 18 angeschlossen, wobei sich die Tankleitung 28 von einem Tankanschluss T des Steuerventils 2 beziehungsweise 4 aus erstreckt. Für die Aktuatoren 6 und 8 weist ein jeweiliges Steuerventil 2 beziehungsweise 4 einen ersten und zweiten Arbeitsanschluss A und B auf. An einen jeweiligen ersten Arbeitsanschluss A ist eine erste Arbeitsleitung 30 angeschlossen und an einen jeweiligen zweiten Arbeitsanschluss B eine zweite Arbeitsleitung 32. Die Aktuatoren 6 beziehungsweise 8 sind als Hydrozylinder in Form von Differenzialzylindern ausgebildet. Sie haben jeweils einen Kolben 34, der eine erste Zylinderkammer 36 von einer zweiten Zylinderkammer 38 trennt. Die zweite Zylinderkammer 38 wird hierbei von einer Kolbenstange 40 durchsetzt, womit sie als Ringkammer ausgebildet ist.

[0035] An die Pumpenleitung 22 ist des Weiteren ein Umlaufströmungspfad in Form einer Umlaufleitung 42 angeschlossen. Diese erstreckt sich hierbei über die Steuerventile 2 und 4 und mündet in den Tank 18. Für die Umlaufleitung 42 hat ein jeweiliges Steuerventil 2 beziehungsweise 4 einen Eingangsanschluss D und einen Ausgangsanschluss D'. Im Druckmittelströmungspfad zwischen der Pumpenleitung 22 und dem ersten Steuerventil 2 ist in der Umlaufleitung 42 eine Pilotblende 44 angeordnet. Der Differenzdruckregler 14 greift hierbei stromabwärts der Pilotblende 44 - zwischen dieser und dem ersten Steuerventil 2 - den Druck über eine Steuerleitung 46 und stromauf der Pilotblende 44 - zwischen der Verstellpumpe 10 und der Pilotblende 44 - den Druck über eine Steuerleitung 48 ab. Der Differenzdruckregler 14 ist dabei derart ausgestaltet, dass er im Zusammenwirken mit dem Stellzylinder 12 und der Verstellpumpe 10 eine Druckdifferenz Δp über die Pilotblende 44 konstant hält. Der Differenzdruckregler 14 ist hierfür als stetig verstellbares 3/2-Wegeventil ausgestaltet. Ein Ventilschieber des Differenzdruckreglers 14 wird in Richtung einer Grundstellung 0 vom Druckmittel der Steuerleitung 46 und einer Federkraft einer Ventilfeder 50 und entgegengesetzt in Richtung von Schaltstellungen a vom Druckmittel der Steuerleitung 48 beaufschlagt. In der Grundstellung 0 ist hierbei eine Verbindungsleitung 52 zum Maximaldruckregler 16 zum Tank 18 entlastet und in den Schaltstellungen a ist die Verbindungsleitung 52 mit der Pumpenleitung 22 verbunden.

[0036] Der Maximaldruckregler 16 ist ebenfalls als stetig verstellbares 3/2-Wegeventil ausgestaltet. Ein Ventilschieber ist hierbei über eine Ventilfeder 54 mit einer Federkraft in Richtung einer Grundstellung 0 beaufschlagt. Des Weiteren wird eine in diese Richtung wirksame Druckfläche des Ventilschiebers über eine Zweigleitung 56 mit dem Tank 18 verbunden. Entgegengesetzt in Richtung von Schaltstellungen a ist der Ventilschieber über eine Steuerleitung 58 mit Druckmittel aus der Pumpenleitung 22 beaufschlagt. In der Grundstellung 0 ist dabei eine Verbindung zwischen der Verbindungsleitung 52 und einer Zylinderleitung 60 geöffnet, wobei die Zylinderleitung 60 am Stellzylinder 12 angeschlossen ist. In den Schaltstellungen a ist die Zylinderleitung 60 mit der Pumpenleitung 22 in Druckmittelverbindung.

[0037] Der Stellzylinder 12 ist als Differentialzylinder ausgestaltet und hat einen Kolben 62, der eine erste Zylinderkammer 64 von einer zweiten Zylinderkammer 66 trennt. Die zweite Zylinderkammer 66 ist hierbei von einer Kolbenstange 68 durchsetzt, wobei die Kolbenstange 68 mit der Verstellpumpe 10 verbunden ist, um diese zu verschwenken. Die erste Zylinderkammer 64 ist mit der Zylinderleitung 60 verbunden. In Richtung einer Verkleinerung der ersten Zylinderkammer 64 verschwenkt der Stellzylinder 12 über seine Kolbenstange 18 die Verstellpumpe 10 in Richtung eines größeren Fördervolumens. In die gleiche Richtung ist die Verstellpumpe 10 mit einer Federkraft einer Stellfeder 70 beaufschlagt. Es ist denkbar, den Differentialzylinder alternativ als Plungerzylinder auszugestalten.

[0038] Der Aufbau der Steuerventile 2 und 4 ist im Folgenden anhand des Steuerventils 4 näher erläutert. Das Steuerventil 4 ist als stetig verstellbares 6/3-Wegeventil ausgestaltet. In einer federzentrierten Grundstellung 0 des Ventilschiebers sind die Arbeitsanschlüsse A, B, der Tankanschluss T und der Druckanschluss P gesperrt, und der Eingangsanschluss D ist mit dem Ausgangsschluss D' verbunden. Bei einer Verschiebung des Ventilschiebers ausgehend von der Grundstellung 0 in Richtung von ersten Schaltstellungen x wird die Druckmittelverbindung zwischen dem Druckanschluss P und dem ersten Arbeitsanschluss A aufgesteuert, womit die erste Zylinderkammer 36 des Aktuators 8 mit Druckmittel versorgbar ist. Des Weiteren wird der zweite Arbeitsanschluss B mit dem Tankanschluss T verbunden und somit die zweite Zylinderkammer 38 des Aktuators 8 zum Tank entlastet. Ein Öffnungsquerschnitt zwischen dem Druckanschluss P und dem Arbeitsanschluss A hängt hierbei von einem Verschiebeweg des Ventilschiebers in Richtung der ersten Schaltstellungen x ab. Der Ventilschieber wird hierfür somit als Zumessblende 72 eingesetzt. Des Weiteren wird bei einer Verschiebung des Ventilschiebers in den Schaltstellungen x die Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss D und dem Ausgangsanschluss D' zugesteuert und im Gegenzug eine Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangsanschluss D und dem ersten Arbeitsanschluss A aufgesteuert. Hierbei ist im Druckmittelströmungspfad zwischen D und dem ersten Arbeitsanschluss A ein sich hin zum Aktuator 8 öffnendes Rückschlagventil 74 vorgesehen. Im Unterschied zum Stand der Technik wird somit nicht nur die Umlaufleitung 42 zugesteuert, sondern gleichzeitig eine Verbindung zwischen der Umlaufleitung 42 und dem einen Lastdruck aufweisenden Arbeitsanschluss, in diesem Fall dem ersten Arbeitsanschluss A, hergestellt. Wird der Ventilschieber ausgehend von der Grundstellung 0 entgegengesetzt in Richtung von zweiten Schaltstellungen y verschoben, so werden der Druckanschluss P mit dem zweiten Arbeitsanschluss B und der erste Arbeitsanschluss A mit dem Tankanschluss T verbunden. Somit ist die zweite Zylinderkammer 38 mit Druckmittel von der Verstellpumpe 10 versorgbar und die erste Zylinderkammer 36 zum Tank entlastet. Bei einer Verschiebung des Ventilschiebers in Richtung der Schaltstellungen y wird ebenfalls wieder die Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss D und dem Ausgangsanschluss D' zugesteuert und gleichzeitig eine Verbindung zwischen dem ersten Arbeitsanschluss B und dem Eingangsanschluss D über ein Rückschlagventil 76 aufgesteuert. Das Rückschlagventil 76 öffnet hierbei entsprechend dem Rückschlagventil 74 in einer Druckmittelströmungsrichtung ausgehend von dem Eingangsanschluss D hin zum Aktuator 8 beziehungsweise dem zweiten Arbeitsanschluss B. In den Schaltstellungen x und y wird somit der Eingangsanschluss D stromab der Zumessblende 72 mit dem jeweiligen Arbeitsanschluss A, B verbunden.

[0039] Durch die Steuerventile 2 und 4 ist nun eine lastunabhängige Volumenstromsteuerung ermöglicht. Wird der Ventilschieber des Steuerventils 2 beispielsweise aus seiner Grundstellung 0 in Richtung der Schaltstellungen x verschoben, so wird sowohl der Druckanschluss P als auch der Eingangsanschluss D mit dem ersten Arbeitsanschluss A verbunden. Dies führt dazu, dass der Differenzdruckregler 14 die Druckdifferenz sowohl über die Pilotblende 44 als auch über die Zumessblende 72 konstant hält. Somit kann über den Öffnungsquerschnitt der Zumessblende 72 lastdruckunabhängig der Volumenstrom zum Aktuator 6 eingestellt werden.

[0040] Die Rückschlagventile 26, 74 und 76 dienen zur Lasthaltung für den Fall, dass ein Pumpendruck unterhalb des Lastdrucks liegt.

[0041] In Figur 2 ist das Steuerventil 2 dargestellt. Dieses hat ein Ventilgehäuse 78, in dem eine Schieberbohrung 80 für einen Ventilschieber 82 ausgebildet ist. In dem Ventilgehäuse 78 ist des Weiteren ein Tankkanal 84 vorgesehen, der sich etwa quer zur Längsrichtung des Ventilschiebers 82 erstreckt. Sind die Steuerventile 2 und 4 aus Figur 1 in einem gemeinsamen Ventilblock ausgebildet, so kann sich der Tankkanal 84 durch den gesamten Ventilblock hindurch erstrecken und in einen Tankanschluss am Ventilblock münden. Des Weiteren ist in dem Ventilgehäuse 78 ein Pumpenkanal 86 vorgesehen, der sich entsprechend dem Tankkanal 84 etwa parallel zu diesem erstreckt. Des Weiteren sind die Arbeitsanschlüsse A und B in dem Ventilgehäuse 78 vorgesehen.

[0042] Die Schieberbohrung 80 ist in dem Ventilgehäuse 78 von insgesamt neun Ringnuten 88 bis 104 umfasst, die hintereinander in Reihe angeordnet sind. Die beiden äußeren Ringnuten 88 und 104 sind hierbei mit dem Tankanal 84 verbunden. Die zur Ringnut 88 benachbarte Ringnut 90 ist mit dem ersten Arbeitsanschluss A verbunden und die zur Ringnut 104 benachbarte Ringnut 102 mit dem zweiten Arbeitsanschluss B. Die nach der Ringnut 90 vorgesehene Ringnut 92 ist mit dem Pumpenkanal 86 verbunden. Das Gleiche gilt für die Ringnut 100, die vor der Ringnut 102 angeordnet ist. Die Verbindung mit dem Pumpenkanal 86 erfolgt hierbei über ein in dem Ventilgehäuse 78 angeordneten Rückschlagventil 106. Dieses öffnet in einer Druckmittelströmungsrichtung weg vom Pumpenkanal 86 hin zu den Ringnuten 92 und 100. Die mittige Ringnut 96 ist mit dem Ausgangsanschluss D', siehe auch Fig.1, verbunden. Die zur mittigen Ringnut 96 benachbarten Ringnuten 94 und 98 sind jeweils mit dem Eingangsanschluss D verbunden, siehe auch Fig.1.

[0043] In der Fig. 2 gezeigten Grundstellung 0 des Ventilschiebers 82 ist die Druckmittelverbindung zwischen den Ringnuten 94 und 96 über eine Steuerkante 108 des Ventilschiebers 82 geöffnet. Über eine weitere Steuerkante 110 ist auch die Druckmittelverbindung zwischen der Ringnut 98 und der Ringnut 96 geöffnet. Alle anderen Ringnuten 88, 90, 92, 100, 102, 104 sind voneinander getrennt. Wird der Ventilschieber 82 aus der in Figur 2 gezeigten Grundstellung nach rechts verschoben, so gelangt er in die Schaltstellungen x, siehe auch Figur 1. Über eine Steuerkante 112 des Ventilschiebers 82 ist hierbei dann eine Druckmittelverbindung zwischen dem Pumpenkanal 86 und dem ersten Arbeitsanschluss A aufgesteuert. Der Strömungsquerschnitt zwischen den Ringnuten 94, 96 und 98 wird über die Steuerkante 108 und über eine weitere Steuerkante 114 zugesteuert. Des Weiteren wird der zweite Arbeitsanschluss B über eine Steuerkante 116 des Ventilschiebers 82 mit dem Tankkanal 84 verbunden. Die Verbindung des Eingangsanschlusses D mit dem ersten Arbeitsanschluss A, siehe auch Figur 1, erfolgt über einen in den Ventilschieber 82 eingebrachten Bohrungsstern 118, der in einer axialen Sacklochbohrung 120 des Ventilschiebers 82 mündet. In den Schaltstellungen x ist der Bohrungsstern 118 im Bereich der Ringnut 94 angeordnet und stellt eine Steuerkante 122 dar. Die Sacklochbohrung 120 ist von einer Stirnseite des Ventilschiebers 82 her eingebracht und erstreckt sich in Axialrichtung insbesondere über die Ringnuten 88 bis 92. Im Bereich der Ringnut 90, die mit dem ersten Arbeitsanschluss A verbunden ist, sind in dem Ventilschieber 82 Radialbohrungen 124 eingebracht. Diese münden ebenfalls in der Sacklochbohrung 120. Die Sacklochbohrung 120 ist gestuft ausgebildet, womit am Stufenübergang ein Ventilsitz gebildet ist. Dieser befindet sich in Axialrichtung gesehen zwischen den Radialbohrungen 124 und dem Bohrungsstern 118. Dem Ventilsitz ist hierbei ein Ventilkörper 126 des Rückschlagventils 74, siehe auch Figur 1, zugeordnet. Der Ventilkörper 126 ist gleitend in der Sacklochbohrung 120 geführt und wird über eine Federkraft einer Ventilfeder 128 in Richtung des Ventilsitzes beaufschlagt. Die Ventilfeder 128 wiederum stützt sich an einer Einschraubung 130 (Verschlusselement), die in den Ventilschieber 82 eingeschraubt ist, ab. In den ersten Schaltstellungen x ist somit der Eingangsanschluss D über die Ringnut 94, dem Bohrungsstern 118, die Sacklochbohrung 120, das Rückschlagventil 74 mit der Radialbohrung 124 und somit der Ringnut 90 verbunden, die wiederum mit dem ersten Arbeitsanschluss A verbunden ist.

[0044] Mit einer Verschiebung des Ventilschiebers 82 in Richtung der Schaltstellungen x wird somit der Eingangsanschluss D vom Ausgangsanschluss D' mit steigendem Verschiebeweg geschlossen, womit ein Druck in der Umlaufleitung 42 aus Figur 1 angedrosselt wird. Das Rückschlagventil 74 beziehungsweise Lasthalteventil öffnet, sobald der Druck in der Umlaufleitung 42 beziehungsweise in der Ringnut 94 den Lastdruck des ersten Arbeitsanschlusses A übersteigt. Das Rückschlagventil 74 ist dann offen. Damit wird der Lastdruck an die Umlaufleitung 42 gemeldet und der Differenzdruckregler 14 hält eine Druckdifferenz Δp unabhängig von dem von der Steuerkante 112 aufgesteuerten Öffnungsquerschnitt konstant.

[0045] Wird der Ventilschieber 82 aus Figur 2 ausgehend von der gezeigten Grundstellung in Richtung von Schaltstellungen y, siehe auch Figur 1, verschoben, so wird über eine Steuerkante 132 des Ventilschiebers 82 eine Druckmittelverbindung zwischen dem zweiten Arbeitsanschluss B und dem Pumpenkanal 86 aufgesteuert. Mit der Steuerkante 110 wird dann die Druckmittelverbindung zwischen der Ringnut 98 und der Ringnut 96 zugesteuert. Mit einer weiteren Steuerkante 134 wird die Druckmittelverbindung zwischen der Ringnut 96 und der Ringnut 94 zugesteuert. Mit einer Steuerkante 136 des Ventilschiebers 82 wird eine Druckmittelverbindung zwischen dem ersten Arbeitsanschluss A und dem Tankkanal 84 aufgesteuert. Der Ventilschieber 82 ist spiegelsymmetrisch ausgestaltet und somit liegt auch in den Schaltstellungen y eine Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangsanschluss D und dem zweiten Arbeitsanschluss B vor. Diese erfolgt über einen Bohrungsstern 136, der als Steuerkante 138 dient, einer Sacklochbohrung 140, dem Rückschlagventil 76 und der Radialbohrung 142.

[0046] Die Steuerkanten 124, 112, 108, 110, 132 und 116 weisen jeweils Feinsteuerkerben auf.

[0047] Die Funktionsweise des Steuerventils ist bei den zweiten Schaltstellungen y im Wesentlichen entsprechend den ersten Schaltstellungen x.

[0048] In der zweiten Ausführungsform eines Steuerventils 144 gemäß Figur 3 ist eine Regeneration eine Volumenstroms vorgesehen, wenn der Ventilschieber 82 ausgehend von seiner in der Figur 3 gezeigten Grundstellung in Richtung der ersten Schaltstellung x nach rechts bewegt wird. Im Unterschied zur Ausführungsform aus Figur 2 ist der Bohrungsstern 136 in Axialrichtung gesehen hin zur Radialbohrung 142 versetzt. Dies führt dazu, dass wenn der Ventilschieber 82 vollständig in Richtung der Schaltstellungen x bewegt ist, sich der Bohrungsstern 136 im Bereich der Ringnut 100 befindet und somit mit dem Pumpenkanal 86 verbunden ist. In der Sacklochbohrung 140 ist des Weiteren ein anders ausgestaltetes Rückschlagventil 144 vorgesehen. Der Ventilkörper 146 hat eine Durchgangsbohrung mit einer Düse, womit Druckmittel vom Bohrungsstern 136 in dessen Federraum 150 strömen kann. Liegt der Ventilkörper 146 auf dem Ventilsitz an, so wirkt in Öffnungsrichtung auf eine Druckfläche A1 der Druck im Bohrungsstern 136 und über eine ringförmige Druckfläche A2 der Druck der Radialbohrung 142 und somit der Druck des zweiten Arbeitsanschlusses B. In Schließrichtung wirkt auf eine Druckfläche A3 des Ventilkörpers 146 dann der Druck im Federraum 150. Die Druckfläche A3 ist die Summe aus der Druckfläche A1 und A2. Übersteigt der Druck des Arbeitsanschlusses B den Druck im Bohrungsstern 136 und somit den Druck im Pumpenkanal 86, dann wird der Ventilkörper 146 weg von seinem Ventilsitz und somit weg vom Bohrungsstern 136 bewegt und eine Verbindung zwischen dem Bohrungsstern 136 und der Radialbohrung 142 aufgesteuert. Hierdurch wiederum ist der zweite Arbeitsanschluss B mit dem Pumpenkanal 86 in Verbindung. Es kann somit Druckmittel vom zweiten Arbeitsanschluss B zum ersten Arbeitsanschluss A strömen, womit eine sogenannte "Regeneration" von Druckmittel vorliegt. Die Verstellpumpe 10 aus Figur 1 muss dann weniger Druckmittel fördern.

[0049] Offenbart ist eine hydraulische Steueranordnung zum Steuern von zumindest einem Verbraucher. Die Steueranordnung bildet hierbei ein Open-Center-System aus. Für den zumindest einen Verbraucher ist ein Steuerventil vorgesehen, über das sich ein Umlaufströmungspfad erstreckt. Dieser ist einerseits an einer Hydropumpe und andererseits an einen Tank angeschlossen. An die Hydropumpe ist der Umlaufströmungspfad über eine Pilotblende angeschlossen, die somit zwischen der Hydropumpe und dem Steuerventil vorgesehen ist. Steuert das Steuerventil den Verbraucher über eine Zumessblende an, so wird gleichzeitig der Umlaufströmungspfad zugesteuert und zusätzlich eine Verbindung zwischen dem Umlaufströmungspfad und dem Verbraucher stromabwärts der Zumessblende aufgesteuert. Über einen Differenzdruckregler wird dann eine Druckdifferenz über die Pilotblende und die Zumessblende konstant gehalten, womit ein Fluidvolumenstrom zum Verbraucher lastdruckunabhängig über die Zumessblende variierbar ist.

Bezugszeichenliste



[0050] 
1
Steueranordnung
2
Steuerventil
4
Steuerventil
6
Aktuator
8
Aktuator
10
Verstellpumpe
12
Stellzylinder
14
Differenzdruckregler
16
Maximaldruckregler
18
Tank
20
Tankleitung
22
Pumpenleitung
24
Druckleitung
26
Rückschlagventil
28
Tankleitung
30
erste Arbeitsleitung
32
zweite Arbeitsleitung
34
Kolben
36
erste Zylinderkammer
38
zweite Zylinderkammer
40
Kolbenstange
42
Umlaufleitung
44
Pilotblende
46
Steuerleitung
48
Steuerleitung
50
Ventilfeder
52
Verbindungsleitung
54
Ventilfeder
56
Zweigleitung
58
Steuerleitung
60
Zylinderleitung
62
Kolben
64
erste Zylinderkammer
66
zweite Zylinderkammer
68
Kolbenstange
70
Stellfeder
72
Zumessblende
74
Rückschlagventil
76
Rückschlagventil
78
Ventilgehäuse
80
Schieberbohrung
82
Ventilschieber
84
Tankkanal
86
Pumpenkanal
88
Ringnut
90
Ringnut
92
Ringnut
94
Ringnut
96
Ringnut
98
Ringnut
100
Ringnut
102
Ringnut
104
Ringnut
106
Rückschlagventil
108
Steuerkante
110
Steuerkante
112
Steuerkante
114
Steuerkante
116
Steuerkante
118
Bohrungsstern
120
Sacklochbohrung
122
Steuerkante
124
Radialbohrung
126
Ventilkörper
128
Ventilfeder
130
Einschraubung
132
Steuerkante
134
Steuerkante
136
Bohrungsstern
138
Steuerkante
140
Sacklochbohrung
142
Radialbohrung
144
Rückschlagventil
146
Ventilkörper
150
Federraum
P
Druckanschluss
T
Tankanschluss
A, B
Arbeitsanschluss
D
Eingangsanschluss
D'
Ausgangsanschluss
0
Grundstellung
a, x, y
Schaltstellungen



Ansprüche

1. Hydraulische Steueranordnung mit einer Hydropumpe (10) zur Druckmittelversorgung zumindest eines Aktuators (6, 8), wobei an einer Hochdruckseite (22) der Hydropumpe (10) der Aktuator (6, 8) über ein eine Zumessblende (72) aufweisendes Steuerventil (2, 4) angeschlossen ist, wobei mit der Zumessblende (72) ein Strömungsquerschnitt zwischen der Hydropumpe (10) und dem Aktuator (6, 8) einstellbar ist, und wobei an die Hochdruckseite (22) ein Umlaufströmungspfad (42) über eine Pilotblende (44) angeschlossen ist, wobei der Umlaufströmungspfad (42) über das Steuerventil (2, 4) mit einem Tank (18) verbindbar ist, und wobei ein Differenzdruckregler (14) vorgesehen ist, der einen Druck stromauf und stromab der Pilotblende (44) abgreift und derart mit der Steueranordnung (1) zusammenwirkt, dass eine Duckdifferenz über die Pilotblende (44) konstant ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei zugesteuerter Zumessblende (72) eine Druckmittelverbindung des Umlaufströmungspfads (42) durch das Steuerventil (2, 4) geöffnet ist, wobei beim Aufsteuern der Zumessblende (72) die Druckmittelverbindung des Umlaufströmungspfads (42) durch das Steuerventil (2, 4) zugesteuert ist und eine Druckmittelverbindung zwischen dem Umlaufströmungspfad (42) und dem Aktuator (6, 8) stromab der Zumessblende (72) aufgesteuert ist.
 
2. Steueranordnung nach Anspruch 1, wobei die Hydropumpe eine Verstellpumpe (10) ist, die über einen Stellzylinder (12) verschwenkbar ist, wobei der Differenzdruckregler (14) derart mit der Verstellpumpe (10) und dem Stellzylinder (12) zusammenwirkt, dass die Druckdifferenz über die Pilotblende (44) konstant ist.
 
3. Steueranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei dem Steuerventil (2, 4) ein Rückschlagventil (26) stromauf der Zumessblende (72) zugeordnet ist.
 
4. Steueranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Rückschlagventil (74, 76) im Druckmittelströmungspfad zwischen der Pilotblende (44) und dem Steuerventil (2) angeordnet ist.
 
5. Steueranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Mehrzahl von Steuerventilen (2, 4) für einen jeweiligen Aktuator (6, 8) vorgesehen sind, wobei die Steuerventile (2, 4) hinsichtlich einer Druckmittelverbindung zwischen der Hydropumpe (10) und ihrem jeweiligen Aktuator (6, 8) fluidisch parallel zueinander angeordnet sind, und wobei die Steuerventile (2, 4) hinsichtlich des Umlaufströmungspfads (42) fluidisch in Reihe zueinander angeordnet sind.
 
6. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuerventil (2, 4) zwei Arbeitsanschlüsse (A, B), an die der Aktuator (6, 8) angeschlossen ist, einen Druckanschluss P und einen Tankanschluss (T) hat, wobei in einer Grundstellung des Ventilschiebers alle Anschlüsse (A, B, P, T) gesperrt sind, und wobei bei einer Verschiebung des Ventilschiebers in Richtung von ersten Schaltstellungen (x) der erste Arbeitsanschluss (A) mit dem Druckanschluss (P) über die Zumessblende (72) und der zweite Arbeitsanschluss (B) mit dem Tankanschluss (T) verbunden ist, und wobei bei einer Verschiebung des Ventilschiebers in Richtung von zweiten Schaltstellungen (y) der zweite Arbeitsanschluss (B) mit dem Druckanschluss (P) über die Zumessblende (72) und der erste Arbeitsanschluss (A) mit dem Tankanschluss (T) verbunden ist.
 
7. Steueranordnung nach Anspruch 6, wobei das Steuerventil (2, 4) einen Eingangsanschluss (D) und einen Ausgangsanschluss (D') für den Umlaufströmungspfad (42) aufweist, wobei bei eine Verschiebung des Ventilschiebers (82) ausgehend von der Grundstellung (0) in Richtung der ersten Schaltstellungen (x) eine Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangsanschluss (D) und dem ersten Arbeitsanschluss (A) aufgesteuert ist und/oder bei einer Verschiebung des Ventilschiebers (82) ausgehend von der Grundstellung (0) in Richtung der zweiten Schaltstellungen (y) eine Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangsanschluss (D) und dem zweiten Arbeitsanschluss (B) aufgesteuert ist.
 
8. Steueranordnung nach Anspruch 6, wobei das Steuerventil (2, 4) einen Eingangsanschluss (D) und einen Ausgangsanschluss (D') für den Umlaufströmungspfad (42) aufweist, wobei bei einer Verschiebung des Ventilschiebers (82) ausgehend von der Grundstellung (0) in Richtung der ersten Schaltstellungen (x) eine Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangsanschluss (D) und dem ersten Arbeitsanschluss (A) aufgesteuert ist und eine Druckmittelverbindung zwischen dem zweiten Arbeitsanschluss (B) und dem Tankanschluss (T) und/oder zwischen dem zweiten Arbeitsanschluss (B) und dem Druckmittelanschluss (P) aufgesteuert ist.
 
9. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verstellpumpe (10) ein Maximaldruckregler (16) zugeordnet ist.
 
10. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuerventil (2, 4) oder die Steuerventile (2, 4) in einem Ventilblock angeordnet sind.
 
11. Steuerventil für eine hydraulische Steueranordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche mit zumindest einem Arbeitsanschluss (A, B) zum Anschließen eines Aktuators (6, 8), einem Druckkanal (P) zum Anschließen einer Hydropumpe (10), einem Tankkanal (T), einem Eingangskanal (D) für einen Umlaufströmungspfad (42) und einem Ausgangskanal (D') für den Umlaufströmungspfad (42), wobei bei einer Verschiebung eines stetig verstellbaren Ventilschiebers (82) ausgehend von einer Grundstellung (0) in Richtung von Schaltstellungen (x) eine Druckmittelverbindung zwischen dem Arbeitsanschluss (A) und dem Druckkanal (P) und dem Arbeitsanschluss (A) und dem Eingangskanal (D) aufsteuerbar ist und eine Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangskanal (D) und dem Ausgangskanal (D') zusteuerbar ist.
 
12. Steuerventil nach Anspruch 11, wobei dieses einen weiteren zweiten Arbeitsanschluss (A, B) hat.
 
13. Steuerventil nach Anspruch 12, wobei der Ventilschieber (82) in einer Ventilbohrung (80) eines Ventilgehäuses (78) verschiebbar angeordnet ist, wobei der Ventilschieber (82) eine erste Steuerkante (112) zum Steuern einer Druckmittelverbindung zwischen dem Druckkanal (P) und dem ersten Arbeitsanschluss (A), eine zweite Steuerkante (108, 114) zum Steuern der Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangskanal (D) und dem Ausgangskanal (D') in einer ersten Verschieberichtung des Ventilschiebers, eine dritte Steuerkante (122) zum Steuern der Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangskanal (D) und dem ersten Arbeitsanschluss (A), eine vierte Steuerkante (116) zum Steuern der Druckmittelverbindung zwischen dem zweiten Arbeitsanschluss (B) und dem Tankkanal (T), eine fünfte Steuerkante (110, 134) zum Steuern der Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangskanal (D) und dem Ausgangskanal (D') in einer zweiten Verschieberichtung des Ventilschiebers (82), eine sechste Steuerkante (132) zum Steuern der Druckmittelverbindung zwischen dem Druckkanal (P) und dem zweiten Arbeitsanschluss (B), eine siebte Steuerkante (124) zum Steuern der Druckmittelverbindung zwischen dem ersten Arbeitsanschluss (A) und dem Tankkanal (T) und eine achte Steuerkante (138) zum Steuern einer Druckmittelverbindung zwischen dem Eingangskanal (D) und dem zweiten Arbeitsanschluss (B) hat.
 
14. Steuerventil nach Anspruch 13, wobei bei einer Verschiebung des Ventilschiebers (82) ausgehend von einer Grundstellung (0) in Richtung von ersten Schaltstellungen (x) die erste, dritte und vierte Steuerkante (112, 122, 116) einen Strömungsquerschnitt aufsteuern und die zweite Steuerkante (108, 114) einen Strömungsquerschnitt zusteuert, und wobei bei einer Verschiebung des Ventilschiebers (82) ausgehend von der Grundstellung (0) in Richtung von zweiten Schaltstellungen (y) die sechste, siebte und achte Steuerkante (138, 124, 132) einen Strömungsquerschnitt aufsteuern und die fünfte Steuerkante (110, 134) einen Strömungsquerschnitt zusteuert.
 
15. Steuerventil nach Anspruch 13 oder 14, wobei die dritte und achte Steuerkante (122, 138) jeweils durch zumindest eine Radialbohrung (118, 136) in dem Ventilschieber (82) ausgebildet sind, die jeweils über eine in den Ventilschieber (82) eingebrachte Sacklochbohrung (120, 140) mit dem jeweiligen Arbeitsanschluss (A, B) fluidisch verbunden sind.
 




Zeichnung