STEUERVORRICHTUNG FÜR EINEN HYDRAULISCHEN ARBEITSZYLINDER

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Steuervorrichtung mit einem Proportionalsteuerventil nach der Gattung des Anspruchs 1. Aus der GB-A-875 402 ist ein elektromagnetisch vorgesteuertes Proportionalsteuerventil bekannt, das ein von einem Proportionalmagneten betätigtes Vorsteuerventilglied aufweist. Dieses Vorsteuerventilglied steuert den Druck in einem zwischen dem Ventilkörper des Proportionalsteuerventils und dessen Ventilgehäuse angeordneten Druckraum, durch dessen Wirkung der Ventilkörper gegen den Ventilsitz gedrückt wird. Derartige Proportionalsteuerventile haben den Nachteil, daß der gesteuerte bzw. geregelte Druckmittelstrom starken Schwankungen unterworfen ist, da insbesondere die Feinsteuerbarkeit für Anwendungsfälle, in denen eine hohe Regelgüte erforderlich ist, nicht ausreicht. Aufgrund der nur schlechten Feinsteuerbarkeit dieser Proportionalsteuerventile sind weder hohe Regelstabilitäten noch kontinuierliche Druckmittelströme einstellbar. Weiterhin ist aus der DE-OS 30 42 277 bereits eine Steuervorrichtung bekannt, bei der mit Hilfe eines feinsteuerbaren Sperrventils - eines sogenannten Senkbremsventils erreicht wird, daß beispielsweise die an einem Verbraucher wirksame Last beim Absenken dem ihm zugeordneten Druckmittelstrom nicht vorauseilt. Dieses Sperrventil weist ein Steuerventilglied auf, das in dessen Ventilschieber geführt ist. Dieses Steuerventilglied ragt mit einem Steuerzapfen in eine Abflußbohrung. Ein derartiges Sperrventil hat den Nachteil, daß Druckmittel erst abfließen kann, wenn der Steuerzapfen aus der Abflußbohrung austaucht. Der Betätigungsweg, über den eine Stelleinrichtung das Sperrventil bewegen muß, bevor überhaupt Druckmittel fließen kann, ist sehr lang.

Vorteile der Erfindung

[0002] Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß bei kurzen Betätigungswegen für das Proportionalsteuerventil und geringen Betätigungskräften ein kontinuierliches, feinsteuerbares Abströmen des Druckmittels ermöglicht wird. Durch das Zusammenwirken des Vorsteuerschiebers mit den Drosselbohrungen im Ventilkörper wird darüber hinaus ein stabiler Verlauf der Ventilkennlinie über einen großen Bereich erreicht. Diese hohe Regelstabilität des Ventils führt zu einer schwingungsarmen Arbeitsweise, wodurch auch schnarrende und pfeifende Geräusche vermindert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders als sogenanntes Senkbremsventil, bei dem das vom Verbraucher (Hydrozylinder) zurückfließende Druckmittel gedrosselt wird, so daß - wie eingangs erwähnt - kein Vorauseilen der Last oder "Ruckeln" erfolgt.

Zeichnung

[0003] Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Sperrventil in etwas vereinfachter Darstellung, in Figur 2 einen Schnitt längs II-II nach Figur 1, in den Figuren 3 und 4 je einen Längsschnitt durch je eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0004] In Figur 1 ist mit 10A ein etwa topfförmiges Ventilgehäuse eines Proportionalsteuerventils 10 bezeichnet, das mit seiner offenen Stirnseite 11 an einem Gehäuse 12 eines Proportionalmagneten 13 anliegt. Im Inneren des Ventilgehäuses sind zwei umlaufende Ringnuten 15, 16 ausgebildet.

[0005] Die Ringnut 15 steht über eine Bohrung 18 und einen Druckmittel zuführenden Anschluß 19 mit einer Druckmittelquelle in Verbindung, und die Ringnut 16 ist über eine Bohrung 20 mit einem zu einem Verbraucher führenden und Druckmittel abführenden Anschluß 21 verbunden.

[0006] In das Ventilgehäuse 10A ist eine zylindrische Buchse 23 eingesetzt und mit einer Verschlußmutter 24 mit Außengewinde 25 im Gehäuse fixiert. Das Ventilgehäuse weist dazu im Bereich seiner Stirnseite 11 ein entsprechendes Innengewinde 26 auf, das von einer zylindrischen Ausnehmung 27 an der Stirnseite ausgeht, in die ein Dichtring 28 eingelegt ist. Durch diese Dichtung wird die Anbindung des Ventilgehäuses an den Proportionalmagneten nach außen abgedichtet. Durch die Buchse 23 verlaufen axial zwei ineinander übergehende Bohrungen 30, 31, von denen die der Stirnseite 11 zugewandte Bohrung 31 den kleineren Durchmesser aufweist. In der Wandung der Bohrung 30 ist im Bereich des Übergangs zur Bohrung 31 eine Ringnut 32 ausgebildet, die über Querbohrungen 33, 34 mit einem durch die Ringnut 15 und die Buchse 23 gebildeten Ringkanal 36 in Verbindung steht. Die Bohrung 31 ist von einer in der Buchse 23 ausgebildeten Querbohrung 37 durchdrungen, die die Bohrung 31 mit einem durch die Ringnut 16 und die Buchse 23 gebildeten Ringkanal 38 verbindet.

[0007] In der Bohrung 30 der Buchse 23 ist ein Ventilkörper 40 dicht gleitend geführt. Dieser wirkt mit einem am Übergang der Bohrung 30 in die Bohrung 31 ausgebildeten Ventilsitz 41 zusammen. Der Ventilkörper 40 ist im Bereich des Ventilsitzes 41 als flacher Konus 42 ausgebildet, der in einen Feinsteuerkegel 43 übergeht. Der Übergang 44 vom Konus zum Feinsteuerkegel ist nicht in Form einer Kante, sondern als konkave Rundung ausgeführt.

[0008] Der Ventilkörper 40 wird von drei ineinander übergehenden, achsgleich verlaufenden Bohrungen 45, 46, 47 durchdrungen. Die am Feinsteuerkegel 43 mündende Bohrung 47 weist den geringsten Durchmesser auf, die an der gegenüberliegenden Stirnseite mündende Bohrung 45 weist den größten Durchmesser auf. Der Ventilkörper ist auf der dem Feinsteuerkegel gegenüberliegenden Stirnseite durch eine Schraube 49 einseitig verschlossen. Der Gewindeteil 50 der Schraube ragt in die Bohrung 46, die auf einem entsprechenden Teil ihrer Länge ein Innengewinde hat. Der Schraubenkopf 52 liegt an der Stirnseite des Ventilkörpers so an, daß durch die Bohrung 45 und die Schraube 49 ein Ringkanal 54 entsteht. Im Gewindeteil 50 der Schraube ist eine Ringnut 55 ausgebildet, in die ein Dichtring 56 eingelegt ist, der den Ringkanal 54 gegen die Bohrung 46 abdichtet. Im Schraubenkopf 52 ist auf der dem Ventilkörper abgewandten Seite eine Sackbohrung 57 angebracht, von deren Grund eine Drosselbohrung 58 ausgeht, die in den Ringkanal 54 mündet. Über die Bohrungen 57, 58 steht der Ringkanal 54 mit einem zwischen dem Boden des Gehäuses 10A und dem Ventilkörper 40 gebildeten Druckraum 60 in Verbindung.

[0009] Im Ventilkörper 40 verlaufen radial zwei vom Außenumfang ausgehende, im Bereich der Ringnut 32 angeordnete, gegenüberliegende Sackbohrungen 61, 62. Von deren Grund geht jeweils eine Drosselbohrung 63, 64 aus, die beide in die Bohrung 47 münden. Die Bohrung 61 weist im Bereich des Außenumfangs des Ventilkörpers ein Innengewinde 65 auf, in das eine Einschraubdrossel 66 eingesetzt ist. Die Bohrung 62 ist im Bereich des Außenumfangs des Ventilkörpers durch einen Stopfen 68 verschlossen. Die Sackbohrung 61 ist über einen Längskanal 67 und die Sackbohrung 62 über einen Längskanal 70 mit dem Ringkanal 54 verbunden. Im Bereich der Mündungen der Drosselbohrungen 63, 64 wird die Bohrung 47 von einer dritten radial verlaufenden Sackbohrung 69 durchdrungen, die ebenfalls vom Außenumfang des Ventilkörpers ausgeht und dort durch einen Stopfen 59 verschlossen ist (siehe Figur 2).

[0010] In der Bohrung 47 ist ein Vorsteuerschieber 71 dicht gleitend geführt. Er ragt auf der einen Seite mit einem konisch erweiterten Ventilkegel 72 in die Bohrung 46 und wirkt dort mit einem am Übergang der Bohrung 46 in die Bohrung 47 ausgebildeten Ventilsitz 73 zusammen. Auf der anderen Seite ragt der Vorsteuerschieber bis in eine sechskantige Öffnung 74 der Verschlußmutter 24 und wirkt dort mit einem vom Proportionalmagneten 13 in die Öffnung 74 ragenden Betätigungsstöβel 75 zusammen. Der Vorsteuerschieber 71 durchdringt den Boden eines topfförmigen Federführungselementes 78, das in die Bohrung 31 ragt und mit einem kranzförmigen Rand 79 an der Stirnseite der Buchse 23 anliegt. Das Federführungselement 78 wird durch die Verschlußmutter 24 in seiner Lage fixiert. Diese weist dazu eine Ringnut 80 auf, deren Durchmesser dem des kragenförmigen Randes 79 entspricht. Das Federführungselement 78 kann in radialer Richtung auch durch die Kanten der Öffnung 74 fixiert werden; dazu sollte dann der Außenumfang des Randes 79 dem Innenkreisdurchmesser der sechskantigen Öffnung 74 entsprechen. An der Bodeninnenseite des Federführungselementes 78 stützt sich das eine Ende einer Druckfeder 82 ab, deren anderes Ende an einer über den Vorsteuerschieber 71 geschobenen Scheibe 83 anliegt. Diese Scheibe wird durch einen Sicherungsring 85, der in eine Ringnut 84 am Ende des Vorsteuerschiebers eingepaßt ist, gegen Abschieben gesichert.

[0011] Im Bereich zwischen Federführungselement 78 und Feinsteuerkegel 43 ist der Vorsteuerschieber 71 von einer Querbohrung 87 durchdrungen. In diese Querbohrung mündet eine längsverlaufende Sackbohrung 88, die vom Vorsteuerventilkegel 72 ausgeht. Am Außenumfang des Vorsteuerschiebers sind zwei Ringnuten 90, 91 ausgebildet, zwischen denen ein schmaler Bund 92 verbleibt. Dieser verschließt bei Anliegen des Vorsteuerventilkegels 72 an den Ventilsitz 73 die Drosselbohrungen 63, 64. Die Ringnut 90 reicht vom Bund 92 bis zum Ventilkegel 72, der vom Grund dieser Nut ausgeht. Durch die Ringnuten 90, 91 werden zusammen mit der Wandung der Bohrung 47 zwei Ringkanäle 94, 95 gebildet, die über die Sackbohrung 69 in jeder Arbeitsstellung des Vorsteuerschiebers miteinander verbunden sind. Der Durchmesser der Sackbohrung 69 ist so groß, daß auch beim Hub des Vorsteuerschiebers die beiden Ringkanäle verbunden sind.

[0012] Das Proportionalsteuerventil 10 ist bei nicht erregtem Proportionalmagneten 13 geschlossen. Durch die Wirkung der Druckfeder 82 werden der Ventilkegel 72 des Vorsteuerschiebers 71 an seinen Sitz 73 und damit auch der Ventilkörper 40 gegen seinen Sitz 41 gezogen. Gleichzeitig verschließt der Bund 92 die Drosselbohrungen 63, 64. Zulaufseitig ist der Druckmittelanschluß 19 über die Bohrung 18, den Ringkanal 36 und die Bohrungen 33,34 sowie die Ringnut 32 mit der Einschraubdrossel 66 verbunden. Von dort gelangt Druckmittel über den Längskanal 67 in den Ringraum 54 und von dort über die Drosselbohrung 58 und die Bohrung 57 in den Druckraum 60. Gleichzeitig besteht über den Längskanal 70 eine Verbindung vom Ringkanal 54 zur Bohrung 62. Ablaufseitig steht die durch den Ventilkörper einseitig verschlossene Bohrung 31 über die Bohrung 37, den Ringkanal 38 und die Bohrung 20 mit dem Druckmittelanschluß 21 in Verbindung. Da die mit Druckmittel beaufschlagte Stirnfläche A_S des Ventilkörpers - entsprechend der Fläche der Bohrung 30 - größer ist als die Ringfläche A_R - entsprechend der Flächendifferenz zwischen Bohrung 30 und 31 wird der Ventilkörper zusätzlich an seinen Sitz 41 gedrückt. Die Leckverluste in Schließstellung des Sperrventils sind aufgrund der eingesetzten Sitzventile und der langen Gleitführung des Vorsteuerschiebers 71 in der Bohrung 47 sehr gering.

[0013] Wird der Proportionalmagnet 13 erregt, bewegt sich der Vorsteuerschieber 71 durch den Stößel 75 des Proportionalmagneten 13 nach links, so daß der Vorsteuerventilkegel 72 sich von seinem Ventilsitz 73 abhebt und die zuvor durch den Bund 92 einseitig verschlossenen Drosselbohrungen 63, 64 geöffnet werden.

[0014] Steht Druck am Druckmittelanschluß 19 an, so fließt Druckmittel von der zulaufseitigen Anschlußbohrung 19, wie zuvor beschrieben, zu den Bohrungen 61, 62 und von dort über die Drosselbohrungen 63, 64 in den Ringkanal 95. Über die verschlossene Sackbohrung 69 besteht Verbindung zum Ringkanal 94. Von dort gelangt das Druckmittel über den geöffneten Ventilsitz 73 in die einseitig verschlossene Bohrung 46. Über die Längsbohrung 88 und die Querbohrung 87 im Ventilschieber 71 ist die Bohrung 46 mit der Bohrung 31 verbunden, die, wie zuvor beschrieben, in Verbindung mit dem ablaufseitigen Druckmittelanschluß 21 steht.

[0015] Entsprechend der Öffnung der Drosselbohrungen 63, 64 durch den Bund 92 im Verhältnis zur Bohrung der Einschraubdrossel 66 fällt der Druck in der Bohrung 61 und damit auch im Druckraum 60. Fällt der Druck im Druckraum 60 so weit, daß die Druckkräfte auf die gegenüberliegende Ventilkörperstirnseite (Ringfläche A_R) überwiegen, bewegt sich der Ventilkörper 40 nach links. Druckmittel fließt dann aus der Ringnut 32 am geöffneten Ventilsitz 41 vorbei in die Bohrung 31 und gelangt von dort zum Druckmittelanschluß 21. Folgt der Vorsteuerschieber 71 aufgrund der Wirkung der Feder 82 dem Stößel 75 bei einer entsprechenden Bewegung nach rechts, so folgt der Ventilkörper 40 ebenfalls (Folgesteuerung). Diese Bewegung des Ventilkörpers resultiert aus den sich ändernden Druckverhältnissen an den Stirnseiten des Ventilkörpers und der mechanischen Führung durch den Vorsteuerschieber. Die Kraft, um den Vorsteuerschieber zu bewegen, wird von der Druckfeder 82 und der Reibung in der Bohrung 47 bestimmt. Da der Druck in den Ringkanälen 94, 95 durch die Bohrung 69 ausgeglichen ist, wirken keine hydraulischen Kräfte auf den Vorsteuerschieber. Die Betätigungskräfte für den Vorsteuerschieber sind deshalb gering. Ist der Druck an Anschluß 19 so gering, daß dadurch allein der Ventilkegel 40 nicht bewegt werden kann, so unterstützt der Vorsteuerschieber die Bewegungen. Beim Öffnen (Bewegung nach links) schlägt der Vorsteuerschieber 71 mit der Stirnseite des Ventilkegels 72 - nach dem vollständigen Öffnen der Drosselbohrungen 63 und 64 - gegen die Schraube 52 und unterstützt somit die Bewegung nach links. Beim Schließen wird der Ventilkörper 40 durch den Ventilkegel 72 des Vorsteuerschiebers mitgenommen.

[0016] Figur 3 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Figur 1, bei der der Ventilkörper zweiteilig ausgeführt ist. Gleiche Teile sind dabei wieder mit gleichen Ziffern versehen. Diese Ausführungsform bietet fertigungstechnische Vorteile, da der als Sitzkegel dienende Konus und der Feinsteuerkegel getrennt bearbeitet werden können. Der in der Buchse 23 dicht gleitend geführte Ventilkörper 40A ist aus einer inneren zylindrischen Ventilkörperhülse 100 und einer äußeren zylindrischen Ventilkörperhülse 101 zusammengesetzt. Der Auβendurchmesser der Ventilkörperhülse 101 entspricht dem Durchmesser der Bohrung 30 in der Buchse 23. Diese Ventilkörperhülse 101 wird axial von zwei achsgleich ineinander übergehenden Bohrungen 102, 103 durchdrungen, von denen die im Bereich des Ventilsitzes 41 mündende Bohrung 103 den kleineren Durchmesser aufweist. Der Durchmesser dieser Bohrung 103 ist kleiner als der Durchmesser der Bohrung 31 in der Buchse 23. Die dem Ventilsitz 41 zugewandte Stirnseite der Ventilkörperhülse 101 ist als flacher Konus 105 ausgebildet. Dieser läuft im Bereich des Durchmessers der Bohrung 31, d. h. im Bereich des Ventilsitzes 41, so in einen konkav gerundeten Übergang 107 aus, daß an der Stirnseite der Ventilkörperhülse eine ringförmige Schulter 108 verbleibt, deren Außendurchmesser etwas kleiner als der Durchmesser der Bohrung 31 ist. In der Ventilkörperhülse 101 ist eine vom Außenumfang ausgehende, radial verlaufende Sackbohrung 109 angebracht, von deren Grund eine Drosselbohrung 110 ausgeht, die in die Bohrung 102 mündet. Über die Bohrungen 109, 110 sind die Bohrung 102 und die Ringnut 32 miteinander verbunden.

[0017] Die innere Ventilkörperhülse 100 besteht aus einem Feinsteuerkegel 111, der in die Bohrung 31 ragt, und einem zylindrischen Abschnitt 112, der durch die Bohrung 103 in die Bohrung 102 ragt. Der Außenumfang des Abschnittes 112 entspricht dabei dem Durchmesser der Bohrung 103, der Außendurchmesser des Feinsteuerkegels 111 entspricht dem Außendurchmesser der Ringschulter 108. Der Feinsteuerkegel liegt bündig an der Ringschulter an, so daß sich ein glatter Übergang vom Konus 105 über den konkaven Übergang 107 zum Feinsteuerkegel 111 ausbildet.

[0018] Durch die innere Ventilkörperhülse 100 verlaufen axial zwei ineinander übergehende Bohrungen 114, 115, von denen die am Feinsteuerkegel 111 mündende Bohrung 115 den kleineren Durchmesser aufweist. Vom Außenumfang des Abschnittes 112 ausgehend, verlaufen zwei radiale, gegenüberliegende Sackbohrungen 116, 117, von deren Grund jeweils eine Drosselbohrung 118, 119 ausgeht, die beide in die Bohrung 115 münden. Im Bereich der Mündungen der Drosselbohrungen 118, 119 wird die Bohrung 115 nochmals von einer Sackbohrung 120 durchdrungen, die ebenfalls vom Außenumfang des Abschnittes 112 ausgeht und dort durch einen nicht dargestellten Stopfen verschlossen ist.

[0019] Der Ventilkörper 40A ist auf der dem Feinsteuerkegel gegenüberliegenden Seite durch eine Schraube 49A einseitig verschlossen. Der Gewindeteil 50A der Schraube ragt in die Bohrung 114 der inneren Ventilkörperhülse, die auf einem entsprechenden Teil ihrer Länge ein Innengewinde 122 aufweist. Der Schraubenkopf 52A liegt an der Stirnseite der äußeren Ventilkörperhülse 101 so an, daß die innere Ventilkörperhülse gegen die äußere verspannt ist. Zwischen den beiden Ventilkörperhülsen wird im Bereich der Bohrung 102 und des Abschnittes 112 ein durch die Schraube begrenzter Ringraum 123 gebildet. Im Gewindeteil 50A der Schraube ist eine Ringnut 55A ausgebildet, in die ein Dichtring 56A eingelegt ist, der die Bohrung 114 einseitig dicht verschließt. Im Schraubenkopf 52A ist auf der dem Feinsteuerkegel abgewandten Seite eine Sackbohrung 57A angebracht, von deren Grund eine Drosselbohrung 58A ausgeht, die in den Ringraum 123 mündet.

[0020] In der Bohrung 115 ist ein dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel entsprechender Vorsteuerschieber 71A dicht gleitend geführt. Er reicht mit seinem Ventilkegel 72A in die Bohrung 114 und wirkt dort mit einem am Übergang der Bohrungen 114, 115 ausgebildeten Ventilsitz 125 zusammen. Der Bund 92A am Außenumfang des Vorsteuerschiebers verschließt bei Anliegen des Ventilkegels 72A an den Sitz 125 die Drosselbohrungen 118, 119. Die Ringnuten 90A, 91A bilden zusammen mit der Wandung der Bohrung 115 zwei Ringkanäle 126, 127, die über die Sackbohrung 120 in jeder Arbeitsstellung des Vorsteuerschiebers miteinander verbunden sind.

[0021] Die Wirkungsweise dieses Proportionalsteuerventils ist analog zu der des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels.

[0022] Die Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das sich von den zuvor beschriebenen durch eine geänderte Ausgestaltung von Ventilkörper und Vorsteuerschieber unterscheidet. Gleiche Teile sind auch hier mit gleichen Ziffern versehen. Der Ventilkegel 40B unterscheidet sich von den Ventilkegeln 40, 40A durch einen verlagerten Ventilsitz 73B für den Vorsteuerschieber 71B. Dazu geht von der Bohrung 46B eine aus drei achsgleich ineinander übergehenden Bohrungsabschnitten 130, 131, 132 bestehende Längsbohrung aus. Der von der Bohrung 46B ausgehende Bohrungsabschnitt 130 entspricht dabei der Bohrung 47. Im Bereich zwischen den Drosselbohrungen 63B, 64B und der Stirnseite des Feinsteuerkegels 43B ist der Bohrungsabschnitt 131 ausgebildet, der einen größeren Durchmesser aufweist und in den Bohrungsabschnitt 132 übergeht, der am Feinsteuerkegel mündet. Der Durchmesser des Bohrungsabschnittes 132 ist kleiner als der des Bohrungsabschnittes 130. Der Übergang zwischen den Bohrungsabschnitten 131, 132 ist als Ventilsitz 73B ausgebildet.

[0023] Der Vorsteuerschieber 71B besteht im wesentlichen aus zwei zylindrischen Schieberabschnitten 134, 135, von denen der Abschnitt 135 durch den Feinsteuerkegel bis zum Stößel 75 ragt und mit diesem und der Federführungseinrichtung in vorgeschriebener Weise zusammenwirkt. Der Schieberabschnitt 135 hat einen Durchmesser, der geringer als der des Bohrungsabschnittes 132 ist, so daß zwischen Schieberabschnitt und Bohrungsabschnitt ein Ringraum 138 verbleibt. Im Bereich des Bohrungsabschnittes 131 weist der Schieberabschnitt 135 einen schmalen Bund 137 auf, der mit dem Ventilsitz 73B zusammenwirkt. Der Durchmesser dieses Bundes ist so groß wie der des Bohrungsabschnittes 130. Der Schieberabschnitt 135 geht im Bereich der Drosselbohrung 63B, 64B in den Schieberabschnitt 134 über, der im Bohrungsabschnitt 130 dicht gleitend geführt ist und bis in die Bohrung 46B ragt. Zwischen Schieberabschnitt 135 und Bohrungsabschnitt 130 verbleibt ein weiterer Ringraum 139. Der Schieberabschnitt 134 ist so ausgebildet, daß die Drosselbohrungen 63B, 64B durch ihn verschlossen sind, wenn der Bund 137 am Ventilsitz 73B anliegt.

[0024] Im Vorsteuerschieber 71B ist wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ebenfalls eine von der Bohrung 46B ausgehende Längsbohrung 88B angeordnet, die in die Querbohrung 87B mündet.

[0025] Bei nicht erregtem Proportionalmagneten 13 liegt der Bund 137 aufgrund der Wirkung der Feder am Ventilsitz 73B an. Gleichzeitig verschließt der Schieberabschnitt 134 die Drosselbohrungen 63B, 64B. Druckmittel gelangt so vom zulaufseitigen Druckmittelanschluß 19 über die Bohrung 18, den Ringkanal 36 und die Ringnut 32 zur Einschraubdrossel 66. Von dort besteht über die Sackbohrung 61 über den Längskanal 67 Verbindung zum Ringraum 54, der wiederum über den Längskanal 70 mit der Sackbohrung 62 verbunden ist.

[0026] Vom Ringraum 54 besteht - wie zuvor beschrieben - über die Drosselbohrung 58 eine Verbindung zum Druckraum 60. Die Wirkungen der hydraulischen und mechanischen Kräfte sind bei nicht erregtem Proportionalmagneten analog zu denen im Ausführungsbeispiel nach Figur 1.

[0027] Wird der Vorsteuerschieber 71B durch den Stößel 75 nach links bewegt, so hebt sich der Bund 137 vom Ventilsitz 73B ab und die zuvor durch den Schieberabschnitt 134 einseitig verschlossenen Drosselbohrungen 63B, 64B werden geöffnet. Druckmittel gelangt so von den Sackbohrungen 61, 62 über die Drosselbohrungen 63B, 64B in den Ringraum 139 und von dort über den Bohrungsabschnitt 131 am geöffneten Ventilsitz 73B vorbei in den Ringraum 138, der zur Bohrung 31 führt. Diese ist - wie zuvor beschrieben - mit dem ablaufseitigen Druckmittelanschluß 21 verbunden.

[0028] Das Öffnen und Schließen des Ventilsitzes 41 erfolgt analog zu den Ausführungsbeispielen nach Figur 1.

Ansprüche

1. Steuervorrichtung für einen hydraulischen Arbeitszylinder mit einem Proportionalsteuerventil (10) mit einem Zulauf (19) und einem Ablauf (21), das einen Ventilkörper (40; 40A; 40B) aufweist, der mit einem gehäusefesten Ventilsitz (41) zusammenwirkt und in dem ein mit einem an das Proportionalsteuerventil angebauten Proportionalmagneten (13) betätigbares Vorsteuerventilglied (71, 72; 71A, 72A; 71B, 137) angeordnet ist, das unter der Kraft einer Feder (82) auf einem im Ventilkörper angeordneten Ventilsitz (73; 73A; 73B) aufliegt und den Druck in einem zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilgehäuse (10A) gebildeten Druckraum (60) steuert, wobei der Ventilkörper durch die Wirkung dieses Druckes gegen den Ventilsitz (41) gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerventilglied einen Sitzventilkörper (72; 72A; 137) und einen in Serie dazu angeordneten Vorsteuerschieberabschnitt (90, 91, 92, 90A, 91A, 92A, 134) aufweist, daß der Druckraum (60) über zwei in Serie geschaltete Drosselstellen (66; 58; 110, 58A) mit dem Zulauf (19) in Verbindung steht und daß dieser Druckraum (60) über das zwischen den in Serie geschalteten Drosselstellen (66; 58; 110; 58A) angeordnete Vorsteuerventilglied und einem von diesem zu öffnenden Kanal (88, 87; 88B, 87B; 138) mit dem Ablauf (21) verbindbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Drosselstellen (66, 58; 110, 58A) im Ventilkörper (40; 40A; 40B) ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Drosselstellen (66,158, 110; 58A) durch im Ventilkörper (40, 40A; 40B) angeordnete Druckmittelkanäle (61, 67, 54, 70, 62; 123) miteinander in Verbindung stehen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilkörper (40; 40A; 40B) durch den Vorsteuerschieberabschnitt (90, 91, 92; 90A, 91A, 92A; 134) veränderbare Drosselstellen (63, 64; 118, 119; 63B, 64B) ausgebildet sind, über die der Druck im Druckraum (60) gesteuert wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (82) ziehend auf das Vorsteuerventilglied (71, 72; 71A, 72A; 71B, 137) wirkt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (40; 40A; 40B) einen stumpfwinkligen Konus (42; 105; 42B) aufweist, der in einen Feinsteuerkegel (43; 111; 43B) übergeht, und daß der Übergang vom Konus zum Feinsteuerkegel gerundet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Vorsteuerschieberabschnitt Ringnuten (90, 91; 90A, 91A) ausgebildet sind, und daß die auf das Vorsteuerventilglied wirkenden Druckkräfte ausgeglichen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Ringnuten (90, 91; 90A, 91A) und den Ventilkörper (40; 40A) gebildeten Ringkanäle (94, 95; 126, 127) durch eine verschlossene Sackbohrung (69; 120) im Ventilglied miteinander verbunden sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (40A) aus mindestens einer inneren Ventilkörperhülse (100) und einer äußeren Ventilkörperhülse (101) besteht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Vorsteuerventilglied (71B) ein mit dem Ventilsitz (73B) zusammenwirkender umlaufender Bund (137) ausgebildet ist.

Claims

1. Control appliance for a hydraulic working cylinder having a proportional control valve (10) with an inlet (19) and an outlet (21), which proportional control valve (10) has a valve body (40; 40A, 40B) which interacts with a valve seat (41) which is connected to the housing and in which is arranged a pilot control valve element (71, 72; 71A, 72A; 71B, 137), which latter can be actuated by a proportional magnet (13) mounted on the proportional control valve and which is in contact, under the force of a spring (82), with a valve seat (73; 73A; 73B) arranged in the valve body and controls the pressure in a pressure space (60) formed between the valve body and the valve housing (10A), the valve body being pressed against the valve seat (41) by the action of this pressure, characterized in that the pilot control valve element has a seat valve body (72; 72A; 137) and a pilot control spool section (90, 91, 92, 90A, 91A, 92A, 134) arranged in series with it, in that the pressure space (60) is in connection with the inlet (19) via two throttle locations (66; 58; 110; 58A) connected in series and in that this pressure space (60) can be connected to the outlet (21) by means of the pilot control valve element arranged between the throttle locations (66; 58; 110; 58A) connected in series and by means of a passage (88, 87; 88B, 87B; 138) to be opened by the pilot control valve element.

2. Appliance according to Claim 1, characterized in that the two throttle locations (66, 58; 110, 58A) are formed in the valve body (40; 40A; 40B).

3. Appliance according to Claim 1 and/or 2, characterized in that the two throttle locations (66, 158, 110; 58A) are in connection with one another by means of pressure medium passages (61, 67, 54, 70, 62; 123) arranged in the valve body (40, 40A; 40B).

4. Appliance according to one of Claims 1 to 3, characterized in that throttle locations (63; 64; 118, 119; 63B, 64B) which can be varied by means of the pilot control spool section (90, 91, 92; 90A, 91A, 92A; 134) and by means of which the pressure in the pressure space (60) is controlled are formed in the valve body (40; 40A; 40B).

5. Appliance according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the spring (82) acts to pull the pilot control valve element (71; 72; 71A, 72A; 71B, 137).

6. Appliance according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the valve body (40; 40A; 40B) has a blunt-angled cone (42; 105; 42B) which merges into a fine control taper (43; 111; 43B) and in that the transition from the cone to the fine control taper is rounded.

7. Appliance according to one of Claims 1 to 6, characterized in that annular grooves (90, 91; 90A, 91A) are formed on the pilot control spool section and in that the pressure forces acting on the pilot control valve element are balanced.

8. Appliance according to Claim 7, characterized in that the annular passages (94, 95; 126, 127) formed by the annular grooves (90, 91; 90A, 91A) and the valve body (40; 40A) are connected together by a closed pocket hole (69; 120) in the valve element.

9. Appliance according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the valve element (40A) consists of at least one inner valve body sleeve (100) and one outer valve body sleeve (101).

10. Appliance according to one of Claims 1 to 6, characterized in that a peripheral collar (137) which interacts with the valve seat (73B) is formed on the pilot control valve element (71B).

Revendications

1. Dispositif de commande pour un vérin hydraulique avec une soupape de commande proportionnelle (10) ayant une alimentation (19) et une évacuation (21), qui comporte un corps de soupape (40 ; 40A ; 40B), agissant avec un siège de soupape (41) solidaire de la cage et dans lequel est disposé un élément de soupape pilote (71, 72 ; 71A, 72A ; 71B, 137) pouvant être actionné par un aimant proportionnel (13) monté sur la soupape pilote proportionnelle, élément qui s'appuie sous la force d'un ressort contre un siège de soupape (73 ; 73A ; 73B) placé dans le corps de soupape, et commande la pression dans un espace de pression (60) formé entre le corps de soupape et la cage de soupape (10A), le corps de soupape étant pressé contre le siège de soupape (41) sous l'effet de cette pression, caractérisé en ce que l'élément de soupape pilote comporte un corps de soupape à siège (72 ; 72A ; 137) et un tronçon de tiroir pilote (90, 91, 92, 90A, 91A, 92A, 134) placé en série, en ce que l'espace de pression (60) est en communication avec l'alimentation (19) par deux endroits d'étranglement (66 ; 58 ; 110, 58A) montés en série, et en ce que cet espace de pression (60) peut être relié à l'évacuation (21) par l'élément de soupape pilote placé entre les endroits d'étranglement (66 ; 58 ; 110, 58A) branchés en série et un canal (88, 87 ; 88B, 87B ;138) à ouvrir par cet élément.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux endroits d'étranglement (66 ; 58 ; 110, 58A) sont réalisés dans le corps de soupape (40 ; 40A ; 40B).

3. Dispositif selon les revendications 1 et/ou 2, caractérisé en ce que les deux endroits d'étranglement (66 ; 58, 110 ; 58A) sont en communication entre eux par des canaux de l'agent de pression (61, 67, 54, 70, 62 ; 123) placés dans le corps de soupape (40 ; 40A ; 40B).

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans le corps de soupape (40, 40A ; 40B) sont réalisés des endroits d'étranglement (63, 64 ; 118, 119 ; 63B, 64B) pouvant être modifiés par le tronçon de tiroir pilote (90, 91,92 ; 90A, 91A, 92A ; 134) et par l'intermédiaire desquels la pression se trouve commandée dans l'espace de pression (60).

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ressort (82) agit en exerçant une traction sur l'élément de soupape pilote (71, 72 ; 71A, 72A ; 71B, 137).

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps de soupape (40 ; 40A ; 40B) comporte un cône (42 ; 105 ; 42B) à angle obtus qui se transforme en un cône de guidage précis (43 ; 111 ; 43B) et en ce que le passage du premier cône au cône à guidage précis est arrondi.

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des rainures annulaires (90, 91 ; 90A, 91A) sont réalisées sur le tronçon du tiroir pilote, et en ce que les forces s'exerçant sur l'élément de soupape pilote sont équilibrées.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les canaux annulaires (94, 95 ; 126, 127) formés par les rainures annulaires (90, 91 ; 90A, 91A) et le corps de soupape (40 ; 40A) sont reliés ensemble dans l'élément de soupape par un alésage borgne (69 ; 120) fermé.

9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément de soupape (40A) se compose d'au moins un manchon de corps de soupape (100) interne et d'un manchon de corps de soupape (101) externe.

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que sur l'élément de soupape pilote (71B) est réalisé un collet (137) circulaire coopérant avec le siège de soupape (73B).

Zeichnung