DE10041168A1 - Ventileinrichtung - Google Patents

Abstract

Offenbart ist eine Ventileinrichtung zur Ansteuerung eines Verbrauchers, insbesondere eines Werkzeuges eines Harvesterkopfes, bei dem ein Steuerkolben zur Steuerung der Druckmittelpfade zwischen einer Hydropumpe und dem Verbraucher vorgesehen ist. Der am Verbraucher wirkende Lastdruck wirkt bei Überschreiten eines Grenz-Lastdruckes in Schließrichtung auf den Steuerkolben, wobei dieser in eine Druckbegrenzungsposition bewegbar ist, in der der Druck am Verbraucher zu einem Tank hin abbaubar ist und der am Verbraucher wirksame Lastdruck weiter in Schließrichtung wirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung zur Ansteuerung ei­ nes Verbrauchers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der Forstwirtschaft besteht eine Tendenz dahingehend, die teue­ re Handarbeit durch Maschinenarbeit zu ersetzen. Dabei werden Maschi­ nenaggregate eingesetzt, die mehrere Teilarbeiten der Holzernte, wie beispielsweise Fällen, Entasten, Entrinden, Sammeln, Ablegen ausführen können. Sogenannte Vollernter (Harvester) werden verwendet, um die Hölzer vom Stock zu trennen, zu entasten, einzuschneiden und die abge­ längten Hölzer zu sammeln. Die weitere Verarbeitung erfolgt dann über sogenannte Processoren, die weitere Teilarbeiten übernehmen. Die ge­ nannten Fällungsmaschinen sind in der Regel auf einem geländegängigen Arbeitsgerät befestigt und haben einen Hydraulikarm an dem ein die Be­ arbeitungswerkzeuge, beispielsweise Greifer, Vorschubwalzen, Sägen tragender Bearbeitungskopf (hydraulisch angesteuerter Harvesterkopf) angeordnet ist.

Die hydraulische Betätigung der Werkzeuge erfolgt über im Harve­ sterkopf aufgenommene Wegeventile, wie sie beispielsweise in der WO 98/05870 A1 beschrieben sind. Derartige Wegeventile haben einen Steuerkolben, der axial verschiebbar in einem Gehäuse geführt ist und über den zwei mit dem Werkzeug - beispielsweise einem Hydraulikzylinder zur Druckbeaufschlagung einer Vorschubwalze, zur Be­ tätigung eines Messers oder zur Kraftsteuerung eines Sägeblattes - verbundene Arbeitsanschlüsse mit einem an eine Hydraulikpumpe ange­ schlossenen Druckanschluß oder einen Tankanschluß verbindbar sind. Die Stirnflächen des Steuerkolbens sind mit einem Steuerdruck beaufschlag­ bar, so dass der Steuerkolben aus einer Grundposition in eine Steuer­ position zur Verbindung eines Arbeitsanschlusses mit dem Druckanschluß und des anderen Arbeitsanschlusses mit dem Tankanschluß verschiebbar ist. Der am jeweiligen Verbraucher wirksame Lastdruck wird über Innen­ bohrungen des Steuerkolbens zu zwei Meßkolben geführt, die in jeweils einem Endabschnitt des Steuerkolbens gelagert sind. Bei einer Auslen­ kung des Steuerkolbens läuft einer der Meßkolben mit seinem freien Endabschnitt auf einen Anschlag auf, so dass sich eine am Steuerkolben in Schließrichtung wirksame Reaktionskraft ergibt, die von der Quer­ schnittsfläche (Meßfläche) des Meßkolbens und vom Verbraucherdruck be­ stimmt ist.

Problematisch bei derartigen Lösungen ist, dass die von den Werk­ zeugen aufgebrachte Druckkraft, beispielsweise der Anpreßdruck der Vorschubwalzen oder die von den Greifern aufgebrachte Kraft in Abhän­ gigkeit vom Durchmesser des Stammes eingestellt werden muß. Bei dem vorbeschriebenen Wegeventil ist eine derartige Individualdruckbegren­ zung nicht möglich, da über den Steuerkolben beim Ansteigen des Drüc­ kes am Verbraucher lediglich die Druckmittelzufuhr zum Verbraucher ab­ gesperrt wird. Dadurch kann es beispielsweise bei einer Baumschälmaschine zu Druckspitzen kommen, wenn die Vorschubwalze einen Ast oder einen ähnlichen Vorsprung des Baumstammes überfährt, so dass eine Schädigung der Walzen oder der sonstigen Werkzeuge nicht ausge­ schlossen ist.

In der DE 197 49 639 A1 der Anmelderin wird eine Ventileinrichtung zur Individualdruckbegrenzung offenbart, bei der einem die Verbrau­ cheransteuerung realisierenden Proportionalventil ein Vergleichsventil zugeordnet ist, über das die am Proportionalventil wirksame Steuer­ druckdifferenz regelbar ist. Eine derartige Ventilanordnung löst zwar das vorbeschriebene funktionale Problem, die bekannte Ventileinrich­ tung ist jedoch sehr teuer und wartungsanfällig und erfordert einen hohen Platzbedarf, so dass ein Einsatz bei Harvesterköpfen ausschei­ det.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Ventil­ einrichtung derart weiterzubilden, dass eine Druckbegrenzung des am Verbraucher anliegenden Lastdrucks bei kompakter Ausführung und gerin­ gem vorrichtungstechnischen Aufwand möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 ge­ löst.

Erfindungsgemäß läßt sich ein Steuerkolben der Ventileinrichtung bei Überschreiten eines Grenz-Lastdrucks in eine Druckbegrenzungsposi­ tion bringen, in der der den Lastdruck führende Verbraucheranschluß mit einem Tankanschluß verbunden ist und der Lastdruck an diesem Ver­ braucheranschluß weiterhin in Schließrichtung, d. h. in einer der ur­ sprünglichen Auslenkung entgegengesetzten Richtung auf den Steuerkol­ ben wirkt. Auf diese Weise kann der Druck am Verbraucheranschluß abge­ baut werden, wobei der Grenzlastdruck durch Wahl des Steuerdrucks oder der Magnetkraft zur Axialverschiebung des Steuerkolbens variierbar ist. Durch diese Individualdruckbegrenzung kann eine Beschädigung des Verbrauchers durch Druckspitzen zuverlässig vermieden werden. Ein wei­ terer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass die Druckregelung und die Wegeventilfunktion durch einen einzigen Steuer­ kolben realisiert sind, während bei der eingangs beschriebenen Lösung gemäß der DE 197 49 639 A1 zusätzliche kostspielige Ventileinrichtun­ gen zur Begrenzung des Maximaldruckes erforderlich sind.

Die in Schließrichtung wirkende Reaktionskraft wird vorzugsweise mit Hilfe eines Meßkolbens aufgebracht, der - ähnlich wie bei der WO 98/05870 A1 - in einem Endabschnitt des Steuerkolbens geführt ist und der vom Lastdruck beaufschlagt ist. Der freie Endabschnitt des Meßkolbens ist bei Auslenkung des Steuerkolbens gegen einen Anschlag bewegbar, so dass der Steuerkolben durch eine resultierende, von der Fläche des Meßkolbens und dem Lastdruck abhängige Reaktionskraft in Schließrichtung verschoben wird und eine Verbindung zum Tank aufge­ steuert wird.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Last­ druck über eine in einer Axialbohrung mündende Radialbohrung des Steu­ erkolbens am Arbeitsanschluß abgegriffen und einerseits zur Stirnflä­ che (Meßfläche) des Meßkolbens und andererseits zu einer Steuerfläche geführt.

Die erfindungsgemäße Ventileinrichtung ist besonders kompakt aus­ gebildet, wenn der Steuerkolben mit einem Ringbund ausgeführt ist, dessen Umfangskanten als Steuerkanten zur Auf- bzw. Zusteuerung eines dem Druckanschluß zugeordneten Steuerraums und eines dem Tankanschluß zugeordneten Steuerraums dienen. In diesem Steuerbund mündet auch die Radialbohrung nach außen, über die der Lastdruck am Verbraucheran­ schluß abgegriffen wird.

Der Abstand der Radialbohrung zu der den Tank-Steuerraum aufsteu­ ernden Steuerkante wird vorzugsweise geringer als die Breite des dem Arbeitsanschluß zugeordneten Steuerraumes gewählt, so dass in der an­ gesprochenen Steuerposition der Arbeitsanschluß mit dem Tankanschluß verbunden ist und gleichzeitig der Lastdruck über die Radialbohrung abgegriffen werden kann.

Der Steuerkolben wird vorzugsweise mit einem weiteren Ringbund ausgeführt, über den die Druckmittelströmung zu einem weiteren Ar­ beitsanschluß steuerbar ist.

Der in der Axialbohrung des Steuerkolbens geführte Lastdruck wird über eine Lastmeldeleitung abgegriffen und an eine Regeleinrichtung einer Pumpe geführt.

Wie eingangs erwähnt, kann die erfindungsgemäß Ventileinrichtung besonders vorteilhaft zur Betätigung von Werkzeugen eines Harvester­ kopfs eingesetzt werden.

Die Auslenkung des Steuerkolbens kann entweder über eine geeignete Steuerdruckdifferenz oder über Elektromagnete erfolgen.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Ansicht einer erfindungsgemäßen Ven­ tileinrichtung zur Ansteuerung eines Verbrauchers und

Fig. 2a bis 2e verschiedene Stellungen eines Steuerkolbens der Ventileinrichtung aus Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein Schaltschema einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung 1, mit der Funktionen eines proportionalen Wegeven­ tils und eines proportionalen Druckventils zur Ansteuerung eines Ver­ brauchers, im vorliegenden Fall eines nicht dargestellten Harvester­ kopfes realisiert sind. Die Ventileinrichtung 1 hat ein strichpunktiert angedeutetes Proportionalventil 2, über das ein hy­ draulischer Verbraucher 4 mit einer Hydropumpe 6 und mit einem Tank T verbindbar ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hy­ dropumpe 6 als Konstantpumpe 8 mit Eingangsdruckwaage 10 ausgeführt. Alternativ könnte zur Druckmittelversorgung auch eine Verstellpumpe mit einem Pumpenregler verwendet werden.

Das Druckmittel wird mittels der Hydropumpe 6 zu einem Druckanschluß P des Proportionalventils 2 geführt, wobei der Verbrau­ cher über einen Arbeitsanschluß A oder einen zweiten Arbeitsanschluß B mit dem Druckmittel versorgt wird. Das vom Verbraucher zurückströmende Druckmittel wird über den anderen Arbeitsanschluß B bzw. A und einen Tankanschluß S zum Tank T zurückgeleitet.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verbraucher 4 beispielsweise als Hydrozylinder mit Kolben 5 ausgeführt. Über diesen Hydrozylinder 4 sei der Anpreßdruck einer Vorschubwalze des Harvester­ kopfes einstellbar.

Im Gehäuse 12 des Proportionalventils 2 ist eine Axialbohrung aus­ gebildet, in der ein Steuerkolben 14 axial verschiebbar geführt ist. Der Steuerkolben 14 hat zwei jeweils einem Arbeitsanschluß A, B zuge­ ordnete Ringbünde 16, 18, die durch einen Mittelsteg 20 voneinander beabstandet sind. Die Stirnflächen 22, 24 des Steuerkolbens 14 sind mit in Fig. 1 nicht dargestellten Druckfedern 23 beaufschlagt, so dass der Steuerkolben 14 in seine in Fig. 1 dargestellte Grundposi­ tion vorgespannt ist. Der Steuerkolben 14 wird von einer gestrichelt angedeuteten, einseitig durch eine als Steuerfläche wirkende Bodenflä­ che 21 geschlossenen Axialbohrung 26 durchsetzt, die in die in Fig. 1 linken Stirnfläche 22 des Steuerkolbens 14 nach außen mündet. In der Umfangsfläche der beiden Ringbünde 16, 18 sind jeweils eine oder meh­ rere Radialbohrungen 28 bzw. 30 ausgebildet, die in der Axialbohrung 26 münden.

Hinter der Stirnfläche 22 ist in der Axialbohrung 26 ein Meßkolben 32 geführt, der in Axialrichtung aus dem Steuerkolben 14 herausragt. Der Meßkolben 32 und die Bodenfläche 21 des Steuerkolbens 14 sind über die Radialbohrung 28 bzw. 30 mit dem Lastdruck am Verbraucher beauf­ schlagbar. Der Meßkolben 32 kann beispielsweise durch einen Ringbund in Axialrichtung in der Bohrung 26 gesichert sein.

In der in Fig. 1 dargestellten Grundposition ist im Abstand zu dem freien Endabschnitt des Meßkolbens 32 ein gehäusefester Anschlag 34 ausgebildet. Hinsichtlich des konkreten Aufbaus des Meßkolbens 32 und des Ventilsitzes der Axialbohrung 26 sei beispielhaft auf die Of­ fenbarung der eingangs genannten WO 98/05870 A1 verwiesen, bei der ebenfalls ein Meßkolben in einem Steuerkolben geführt ist.

Wie des weiteren Fig. 1 entnehmbar ist, hat das Gehäuse 2 zwei mit dem Tankanschluß S verbundene Tankräume 36, 38. Im Bereich der beiden Ringbünde 16, 18 sind im Gehäuse 2 ein erster Steuerraum 40 bzw. ein zweiter Steuerraum 42 ausgebildet, während im Bereich des Mittelstegs 20 ein Drucksteuerraum 44 vorgesehen ist.

Die stirnseitigen Umfangskanten der beiden Ringbünde 16, 18 sind als Steuerkanten mit jeweils einer oder mehreren am Umfang verteilten Feinsteuerkerben 46, 48, 50, 52 ausgebildet, von denen in Fig. 1 bei­ spielhaft jeweils nur eine der Kerben dargestellt ist.

In der in Fig. 1 dargestellten Grundposition ist über die an der linken Ringstirnfläche des Ringbundes 16 ausgebildeten Feinsteuerkerben 52 die Verbindung zwischen dem ersten Steuerraum 40 und dem Tankraum 36 aufgesteuert, so dass das Druckmittel aus einem Zylinderraum 54 des als Differentialzylinder ausgeführten Hydrozylin­ ders 4 zum Tank T abströmen kann und die nicht dargestellte Vorschub­ walze entlastet ist. Die Verbindung zwischen dem Drucksteuerraum 44 und den beiden benachbarten Steuerräumen 40, 42 ist abgesperrt. Ent­ sprechend ist auch die Verbindung zwischen dem zweiten Steuerraum 42 und dem Tankraum 38 geschlossen, so dass ein Ringraum 56 des Verbrau­ chers sowohl zum Tankanschluß S als auch zum Druckanschluß P hin abge­ sperrt ist.

Die beiden Radialbohrungen 28, 30 sind in der dargestellten Grund­ position von den Umfangswandungen zwischen den Räumen 40, 44 und 44, 42 überdeckt und somit umfangsseitig verschlossen.

Die Ansteuerung des Steuerkolbens 14 kann entweder hydraulisch durch Anlegen eines Steuerdruckes in stirnseitige Steuerräume 60, 62 oder über Magnetventile erfolgen, deren Stößel die Stirnflächen 22, 24 des Steuerkolbens 14 beaufschlagen.

Wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist, wird der in der Axial­ bohrung 26 herrschende Druck über einen LS-Kanal 64 abgegriffen und über einen Steueranschluß LS zu der Eingangsdruckwaage 10 geführt, so dass in Abhängigkeit von dem in der Axialbohrung 26 herrschenden Last­ druck die Druckmittelzufuhr zum Proportionalventil 2 über die Hydro­ pumpe 6 einstellbar ist.

Fig. 2 zeigt verschiedene Axialpositionen des Steuerkolbens 14 des Proportionalventils 2, wobei jeweils nur eine auf den Steuerkolben 4 gerade wirkende Druckfeder eingezeichnet ist. Die in Fig. 2a darge­ stellte Grundposition entspricht der in Fig. 1 dargestellten feder­ vorgespannten Mittelstellung des Steuerkolbens 14, in der der Steuer­ raum 40 mit dem Tankraum 36 verbunden ist, während die Räume 40, 44, 42 keine Verbindung untereinander haben.

Bei Beaufschlagung des in Fig. 2a rechten Stirnflächenabschnittes 24 mit einem Steuerdruck oder der von einem Elektromagneten aufge­ brachten Stellkraft, wird der Steuerkolben 14 aus der in Fig. 2a dar­ gestellten Grundposition nach links bewegt. In der in Fig. 2b darge­ stellten Arbeits- oder Regelposition des Steuerkolbens 14 ist der er­ ste Steuerraum 40 gegenüber dem Tankraum 36 und dem Drucksteuerraum 44 abgesperrt. Die Radialbohrung 28 wird durch die Steuerkante des ersten Steuerraums 40 aufgesteuert, so dass der am Arbeitsanschluß A herr­ schende Lastdruck, d. h. der Druck im Zylinderraum 54 in der Axialboh­ rung 26 und damit auch im LS-Kanal 64 anliegt. Der in der Axialbohrung 28 anstehende Lastdruck wirkt auf die Meßfläche des Meßkolbens 32 und drückt diesen gegen den Anschlag 34. Entsprechend beaufschlagt der Lastdruck eine in ihrer Größe mit der Meßfläche übereinstimmende Bo­ denfläche 21 des Steuerkolbens 14 in der Axialbohrung 26. Die Verbin­ dung zwischen dem Drucksteuerraum 44 und dem zweiten Steuerraum 42 ist durch den Ringbund 18 geschlossen, während über die Steuerkerben 46 der Tankraum 38 mit dem zweiten Steuerraum 42 verbunden ist. D. h., in der in Fig. 2b dargestellten Regelposition erfolgt keine Druckmittel­ zufuhr über den Arbeitsanschluß A zum Zylinderraum 54, während das Druckmittel im Ringraum 56 des Verbrauchers 4 über den Arbeitsanschluß B und den Tankanschluß S zum Tank T hin abströmen kann. Die in Fig. 2b dargestellte Regelposition, in der die Vorschubwalze mit einem Vor­ bestimmten Druck gegen den Baumstamm vorgespannt ist, nimmt der Steu­ erkolben 14 jeweils dann ein, wenn die von dem Steuerdruck an der Stirnfläche 24 des Steuerkolbens 14 erzeugte Kraft bzw. die Kraft des Elektromagneten im Gleichgewicht steht mit der von dem Lastdruck des Verbrauchers 4 an der Bodenfläche 21 des Steuerkolbens erzeugten Kraft und der Kraft der in Schließrichtung wirkenden - nicht dargestellten - Druckfeder.

Bei einer Erhöhung des Steuerdruckes im Steuerraum 60 in der Wege­ ventilfunktion der Ventileinrichtung 1 wird das Kräftegleichgewicht gestört, so daß sich der Steuerkolben 14 in der Darstellung gemäß Fig. 2 nach links bewegt und in eine Position gemäß Fig. 2c gelangt. In dieser Position ist die Verbindung vom Drucksteuerraum 44 zum Steu­ erraum 40 offen und es fließt dem Zylinderraum 54 Druckmittel zu. Der Lastdruck steigt, wenn der Bewegung des Kolbens 5 ein entsprechender Widerstand entgegensteht, an, so daß sich auch der Druck in der Axial­ bohrung 26 und damit die an der Bodenfläche 21 des Steuerkolbens 14 erzeugte Druckkraft erhöht. Der Steuerkolben wandert wieder in Rich­ tung Regelposition zurück. Schließlich nimmt er die Regelposition ge­ mäß Fig. 2b wieder ein, wobei nun entsprechend dem höheren Steuer­ druck ein Kräftegleichgewicht auf höherem Niveau besteht. Bei einer Erniedrigung des Steuerdrucks im Steuerraum 60 bewegt sich der Steuer­ kolben 14 zunächst nach rechts und der Steuerraum 40 wird mit dem Tankraum 36 verbunden. Die Bewegung des Steuerkolbens 14 nach rechts ist dabei durch Anlage des Bundes des Meßkolbens 32 am Steuerkolben 14 begrenzt. In dieser Position, die in Fig. 2d gezeigt ist, fließt Druckmittel aus dem Zylinderraum 54 gedrosselt ab. Der Steuerkolben bewegt sich wieder nach links und nimmt bei einem Kräftegleichgewicht auf niedrigem Niveau wieder die Regelposition ein.

Beim Absinken des Lastdruckes im Zylinderraum 54 des Verbrauchers 4 ohne Änderung des Steuerdruckes wird wie in der Wegefunktion beim Erhöhen des Steuerdrucks im stirnseitigen Steuerraum 60 der Steuerkol­ ben 14 aus der in Fig. 2b dargestellten Regelposition in die Position gemäß Fig. 2c bewegt, in der die Verbindung zwischen dem Drucksteuer­ raum 44 und dem ersten Steuerraum 40 über die Feinsteuerkerben 50 auf­ gesteuert ist. Des weiteren ist die Verbindung zwischen dem zweiten Steuerraum 42 und dem Tankraum 38 geöffnet. Es wird Druckmittel über den Arbeitsanschluß A in den Zylinderraum 54 geführt und das im Ring­ raum 56 vorhandene Druckmittel wird über den Arbeitsanschluß B und den Tankanschluß S zum Tank T zurückgeführt - der Hydrozylinder 4 wird ausgefahren und unter Erhöhung des Lastdruckes auf das ursprüngliche Niveau wieder der Anpreßdruck der Vorschubwalzen erhöht.

In dem Fall, in dem die Vorschubwalze einen Ast oder eine sonstige Radialverdickung des Stammes überfährt, wird die Vorschubwalze mit ei­ ner hohen Anpreßkraft beaufschlagt, so dass der Kolben des Hydrozylin­ ders 4 in Einfahrrichtung beaufschlagt ist. Dies führt zu einer Druck­ erhöhung im Zylinderraum 54 und somit zu einer Erhöhung des am Ar­ beitsanschluß A anliegenden Lastdruckes. Dieser erhöhte Lastdruck wird in der vorbeschriebenen Weise über die gemäß den Fig. 2b und 2c aufgesteuerte Radialbohrung 28 in die Axialbohrung 26 gemeldet, so dass die Bodenfläche 21 und der Meßkolben 32 mit dem erhöhten Last­ druck beaufschlagt sind. Der Meßkolben 32 ist dabei am Anschlag 34 ab­ gestützt, so dass der Steuerkolben um eine Druckkraft entlastet ist, die dem Querschnitt des Meßkolbens (Meßfläche) entspricht. Der Steuer­ kolben 14 wird dann durch den auf die Bodenfläche 21 wirkenden erhöh­ ten Lastdruck aus seiner Regelposition gemäß 2b nach rechts in die Po­ sition gemäß Fig. 2d geschoben, in der über die Feinsteuerkerben 52 eine Verbindung zwischen dem Steuerraum 40 und dem benachbarten Tank­ raum 36 aufgesteuert wird. Der Wirkabstand zwischen den Steuerkerben 52 und der Radialbohrung 28 ist so gewählt, dass in dieser Druckbe­ grenzungsfunktion der Lastdruck weiter über die Radialbohrung 28 abge­ griffen wird, während über die Feinsteuerkerben 52 die Verbindung zum Tankraum 36 aufgesteuert ist. Dadurch wird der Druck im Steuerraum 40 und damit am Arbeitsanschluß A zum Tank hin abgebaut, so dass der Steuerkolben 14 wieder in die in Fig. 2b gezeigte Regelposition zu­ rück bewegt wird. In dieser Druckbegrenzungsfunktion gemäß Fig. 2d ist die Verbindung zwischen dem Drucksteuerraum 44 und dem Steuerraum 40 zugesteuert, der Steuerraum 42 ist weiterhin mit dem Tankraum 38 verbunden.

In der Regelposition gemäß Fig. 2b wird der Steuerkolben 14 zwi­ schen den beiden Zuständen hin und her pendeln, in denen einmal die Verbindung zum Tankraum 36 und ein andermal die Verbindung zum Druck­ steuerraum 44 aufgesteuert ist.

Zum Abheben der Vorschubwalze vom Stamm wird in der Wegefunktion der Ventileinrichtung die in Fig. 2 linke Stirnfläche 22 des Steuer­ kolbens 14 mit einem Steuerdruck oder der Kraft eines Elektromagneten beaufschlagt, so dass der Steuerkolben 14 in die in Fig. 2e darge­ stellte Position bewegt wird. Dabei ist der Steuerraum 40 über die Feinsteuerkerben 52 mit dem Tankraum 36 verbunden, während die Fein­ steuerkerben 48 die Verbindung zwischen dem Drucksteuerraum 44 und dem zweiten Steuerraum 42 aufsteuern, so dass das Druckmittel über den Ar­ beitsanschluß B in den Ringraum 56 geführt wird und aus dem Zylinder­ raum 54 über den Arbeitsanschluß A zum Tank T zurückströmt. Bei der Axialverschiebung des Steuerkolbens 14 nach rechts zur Druckbeaufschlagung des Arbeitsanschlusses B ist die Radialbohrung 28 geschlossen, während die Radialbohrung 30 mit Bezug zum zweiten Steu­ erraum 42 geöffnet ist, so dass der am Arbeitsanschluß B herrschende Lastdruck über die Radialbohrung 30 und die Axialbohrung 26 in den LS- Kanal 64 eingespeist wird. Der Hydrozylinder wird eingefahren und die Vorschubwalzen vom Stamm wegbewegt. Der Meßkolben 32 ist ohne Wirkung, da er durch seinen Bund in der Axialbohrung 26 gehalten ist und nicht am Anschlag 34 anliegt.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Proportionalventils sind somit auf äußerst kompakte Weise zwei Grundfunktionen:

• 1. die Funktion eines proportionalen Wegeventils und
• 2. die Funktion eines proportionalen Druckregelventils

in einer einzigen, robusten und einfach aufgebauten Ventileinrichtung zusammengefaßt. Die beiden vorgenannten; Funktionen sind proportional ausgeführt, so dass eine exakte Steuerung des über den Verbraucher

4

betätigten Werkzeuges ermöglicht ist.

Mit der vorbeschriebenen Ventileinrichtung läßt sich die Druck­ kraft unabhängig vom Durchmesser des Stammes und von der Arbeitsphase (Sägen, Vorschub etc.) zuverlässig in den optimalen Bereichen halten, so dass eine Überlastung des Harvesterkopfes praktisch ausgeschlossen ist.

Offenbart ist eine Ventileinrichtung zur Ansteuerung eines Ver­ brauchers, insbesondere eines Werkzeuges eines Harvesterkopfes, bei dem ein Steuerkolben zur Steuerung der Druckmittelpfade zwischen einer Hydropumpe und dem Verbraucher vorgesehen ist. Der am Verbraucher wir­ kende Lastdruck wirkt bei Überschreiten eines Grenz-Lastdruckes in Schließrichtung auf den Steuerkolben, wobei dieser in eine Druckbe­ grenzungsposition bewegbar ist, in der der Druck am Verbraucher zu ei­ nem Tank hin abbaubar ist und der am Verbraucher wirksame Lastdruck weiter in Schließrichtung wirkt.

Claims (8)

1. Ventileinrichtung zur Ansteuerung eines Verbrauchers (4), mit einem Druckanschluß (P) und zumindest einem Arbeitsanschluß (A, B) und einem Tankanschluß (S) und mit einem Steuerkolben (14), der in eine Position bewegbar ist, in der der Druckanschluß (P) zur Druckmittelversorgung des Verbrauchers (4) mit dem Arbeitsanschluß (A, B) verbunden ist, wobei der am Verbraucher (4) wirkende Lastdruck über eine Steuerleitung (26, 28, 30) zu einer in Schließrichtung wirkenden Steuerfläche (21) des Steuerkolbens (14) geführt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steuerkolben (14) bei Überschreiten eines Grenz- Lastdruckes in eine Druckbegrenzungsposition bewegbar ist, in der eine dem Lastdruck entsprechende Druckkraftresultierende in Schließrichtung derart auf den Steuerkolben wirkt, daß die Verbindung zwischen dem den Lastdruck führenden Arbeitsanschluß (A, B) und einem Tankanschluß auf­ gesteuert ist.

2. Ventileinrichtung nach Patentanspruch 1, wobei im Bereich einer Stirnfläche (22) im Steuerkolben (14) ein Meßkolben (32) geführt ist, der mit dem Lastdruck beaufschlagbar ist und gegen einen gehäuseseiti­ gen Anschlag (34) bewegbar ist.

3. Ventileinrichtung nach Patentanspruch 2, wobei der Steuerkolben (14) zumindest eine in einer Axialbohrung (26) mündende Radialbohrung (28) hat, über die der Meßkolben (32) und die Steuerfläche (21) mit dem Lastdruck am Verbraucher (4) beaufschlagbar ist und die in der Druckbegrenzungsposition mit Bezug zum Arbeitsanschluß (A, B) aufge­ steuert ist.

4. Ventileinrichtung nach Patentanspruch 3, wobei der Steuerkolben (14) einen Ringbund (16) hat, dessen eine Steuerkante (52) die Verbin­ dung zum Tankanschluß (S) aufsteuert und in dem die Radialbohrung (28) nach außen mündet, wobei der hydraulisch wirksame Abstand zwischen der Steuerkante (52) und der Radialbohrung (28) geringer als die wirksame Breite eines dem Arbeitsanschluß (A) zugeordneten Steuerraums (40) ist.

5. Ventileinrichtung nach Patentanspruch 3 oder 4, mit einem weite­ ren Arbeitsanschluß (B), der über einen zweiten Ringbund (18) des Steuerkolbens (14) aufsteuerbar ist, wobei der Ringbund (18) eine wei­ tere, in der Axialbohrung (26) mündende; Radialbohrung (30) hat, über die bei aufgesteuertem Arbeitsanschluß (B) der Lastdruck abgreifbar ist.

6. Ventileinrichtung nach einem der Patentansprüche 3 bis 5, mit einem Lastmeldekanal (64), der einerseits mit einer Axialbohrung (26) und andererseits mit einer Regeleinrichtung (10) einer Hydropumpe (6) verbunden ist.

7. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Auslenkung des Steuerkolbens (14) über einen Steuerdruck oder über Elektromagnete erfolgt.

8. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der angesteuerte Verbraucher ein Werkzeug eines Harvesterkopfes ist.