DE3543231C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur lastunabhängigen Steuerung mindestens eines Verbrauchers, mit einem Proportionalwegeventil mit einem aus einer mittigen Neutralstellung in Arbeitsstellungen verschiebbaren Ventilkolben, mit einer Einzeldruckwaage und einem Steuerleitungssystem zur Lastrückmeldung zwischen dem Proportionalwegeventil und der Einzeldruckwaage.

Proportionalwegeventile werden zur Steuerung von einfachwirkenden Verbrauchern wie Zylindern mit einer Lastrichtung oder Motoren mit einer Drehrichtung und von doppeltwirkenden Verbrauchern wie Zylindern mit zwei Lastrichtungen und Motoren mit zwei Drehrichtungen eingesetzt. Ein proportionales Verhalten ist gegeben, wenn bei jeder wählbaren Stellung des Ventilkolbens ein lastunabhängiger konstanter Ölstrom an einen Verbraucher abgegeben wird. Jeder Verbraucher fordert entsprechend dem Schaltplan bestimmte funktionelle Eigenschaften, damit seine Arbeitsaufgabe erfüllt wird. Zu den oben genannten vier Arbeitsaufgaben kommt noch die durch "Schwimmstellung" des Ventilkolbens gekennzeichnete Arbeitsaufgabe hinzu, bei welcher ein doppeltwirkender Verbraucher ohne nennenswerten Widerstand in beide Richtungen durch äußere Kräfte bewegt werden kann. Die bisher bekannten, marktüblichen Proportionalwegeventile können nur jeweils eine einzige Arbeitsaufgabe erfüllen, d. h. die Ventilkolben dieser Proportionalwegeventile sind speziell für ihre Arbeitsaufgabe konstruiert und gefertigt. Ein Proportionalwegeventil für einfachwirkende Verbraucher mit Arbeitsanschluß A kann also nicht als Proportionalwegeventil für einfachwirkende Verbraucher mit Arbeitsanschluß B oder für doppeltwirkende Verbraucher verwendet werden.

Der Herstellungs- und Lageraufwand für die fünf verschiedenen Proportionalwegeventile ist daher sehr groß.

Sind mehrere bekannte Proportionalwegeventile in einem Ventilblock zusammengefaßt, um mehrere Verbraucher unterschiedlicher Art durch eine Pumpe in beliebiger Anzahl, Reihenfolge und/oder Geschwindigkeit auch gleichzeitig zu betätigen, so müssen bei Veränderung der Verbraucher der Ventilblock zerlegt und die entsprechenden Proportionalwegeventile ausgetauscht werden. Dies stellt einen erheblichen Umrüstungsaufwand dar.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Herstellungs- und Lageraufwand der bekannten Proportionalwegeventile und den bei Veränderung der Verbraucher erforderlichen Umrüstungsaufwand bei in Blockbauweise zusammengeschaltenen Proportionalwegeventilen zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Einrichtung zur lastunabhängigen Steuerung mindestens eines Verbrauchers nach dem Oberbegriff mit den kennzeichnungsgemäßen Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Proportionalwegeventils mit Einzeldruckwaage sind in den Unteransprüchen 2 bis 22 angeführt. Sofern in diesen Unteransprüchen Merkmale enthalten sind, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, wird für diese Merkmale nur Schutz im Zusammenhang mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 begehrt.

Erfindungsgemäß ist also nur noch ein einziges Proportionalwegeventil mit Einzeldruckwaage erforderlich, welches durch einfache Verdrehung des Ventilkolbens bzw. Entfernung eines Hubbegrenzers allen in der Praxis vorkommenden Arbeitsaufgaben gerecht wird. Der Herstellungs- und Lageraufwand für Proportionalwegeventile wird daher durch das erfindungsgemäße Proportionalwegeventil drastisch reduziert. Die Änderung der Ventilfunktion kann auch vom Anwender mit wenig geschultem Personal durchgeführt werden. Bei Veränderung von Verbrauchern, die über einen Ventilblock mit mehreren erfindungsgemäßen Proportionalwegeventilen durch eine Pumpe betätigt werden, ist eine aufwendige Zerlegung des Blockes nicht mehr erforderlich, da die Veränderung der Ventilfunktion am eingebauten Proportionalwegeventil vorgenommen werden kann. Dies kann insbesondere durch Abnahme einer Abdeckkappe und entsprechende Verdrehung des Ventilkolbens mit anschließender formschlüssiger Verbindung zwischen Abdeckkappe und Ventilkolben zur drehfesten Fixierung des Ventilkolbens erfolgen.

Durch erfindungsgemäße Ausgestaltungen von Steuerleitungssystemen und Lastrückmeldungsbohrungen im Ventilkolben des Proportionalwegeventils in Verbindung mit der entsprechend zugeordneten und ausgestalteten Einzeldruckwaage und mit vorgesteuerten Druckbegrenzungsventilen für die Verbraucherleitungen des Proportionalwegeventils und in Verbindung mit einer Lastrückmeldungsleitung und einer Entlastungsleitung zu der Eingangsplatte mit einer Eingangsdruckwaage einer Konstantpumpe oder zu dem Förderstromregler einer Verstellpumpe erfolgt ein Verbraucherdruckaufbau bei Verwendung des erfindungsgemäßen Proportionalwegeventils nur bei entsprechender Anforderung durch die Verbraucher, so daß die Pumpenarbeit minimiert werden kann. Dies gilt auch bei Verwendung eines Ventilblocks mit mehreren zusammengebauten erfindungsgemäßen Proportionalwegeventilen.

Erfindungsgemäß kann auch der Aufwand zur Rastrierung des Ventilkolbens in vorgegebenen Endstellungen erheblich verringert werden, indem ein drehbares Rastrierungssystem oder bei Verwendung eines Handbetätigungshebels für den Ventilkolben in dem Hebel eine federvorgespannte Rastkugel, welche mit einstellbaren Rastbolzen in Eingriff bringbar ist, vorgesehen ist.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Proportionalwegeventils, eingestellt für doppeltwirkende Verbraucher, mit mittiger Neutralstellung des Ventilkolbens,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung gemäß Fig. 1, wobei der Ventilkolben in eine Arbeitsstellung nach links verschoben ist,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung gemäß Fig. 1, wobei der Ventilkolben noch weiter nach links in eine Schwimmstellung verschoben ist,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Proportionalwegeventils, eingestellt für einen einfachwirkenden Verbraucher am Verbraucheran­ schluß B, wobei der Verbrauchersanschluß B zum Tank geöffnet ist,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung gemäß Fig. 4, wobei der Verbraucheranschluß B unter Lastdruck steht,

Fig. 6 einen Schaltplan eines Ventilblocks mit vier erfindungsgemäßen Proportionalwegeventilen, wobei der Ventilblock mit einer Eingangsplatte mit Eingangsdruckwaage verbunden ist,

Fig. 7 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Proportionalwegeventils mit Handbetätigungshebel und erfindungsgemäßem Rastrierungssystem,

Fig. 7a eine Schnittdarstellung längs der Linie VIIa- VIIa der Fig. 7,

Fig. 8, 8a und 8b Schnittdarstellungen einer anderen Aus­ führungsform eines erfindungsgemäßen Rastrierungs­ systems,

Fig. 9 eine abgewandelte, schematisch dargestellte Aus­ führungsform des Rastrierungssystems gemäß Fig. 8, 8a und 8b, und

Fig. 10 eine tabellarische Auflistung der verschiedenen Rastarten für das erfindungsgemäße Proportional­ wegeventil.

In den Figuren ist ein Proportionalwegeventil mit einem Ventilgehäuse 1, einem Ventilkolben 2, einer Einzeldruck­ waage 3 und vorgesteuerten Druckbegrenzungsventilen 4 A und 4 B für Verbraucheranschlüsse A und B dargestellt. Der Ventilkolben 2 weist ein erstes Steuerleitungssystem 5 mit einer inneren axialen Bohrung 5.1, einem Teilringkanal 5.2, einer radialen Bohrung 5.3 und einem axial verbreiterten Teilringkanal 5.4. auf. Das erste Steuerleitungssystem 5 steht über eine Drossel 6 mit einer axialen Lastrückmel­ dungsbohrung 7 in Verbindung, die über radiale Bohrungen 7.1 und 7.2 jeweils mit den Verbraucheranschlüssen A und B verbindbar ist. Der Teilringkanal 5.2 des Steuerleitungs­ systems 5 steht in Verbindung mit axialen gefrästen Schlitzen 8 A und 8 B, die im Verhältnis zum Teilringkanal 5.2 in entgegengesetzte Richtungen verlaufen und welche in Umfangsrichtung des Ventilkolbens 2 um 90° versetzt zu­ einander angeordnet sind.

Der Ventilkolben 2 weist darüber hinaus zur Steuerung des Ölstroms Steuerkerben 9 auf. Weiterhin weist der Ventil­ kolben ein zweites Steuerleitungssystem 10 mit einem ersten Ringkanal 10.1, ersten axialen Schlitzen 10.A, welche in Umfangsrichtung des Ventilkolbens 2 um 180° zueinander versetzt angeordnet sind, zweiten axialen Schlitzen 10.B, die in Umfangsrichtung des Ventilkolbens 2 ebenfalls um 180° versetzt angeordnet sind, wobei die ersten axialen Schlitze 10.A und die zweiten axialen Schlitze 10.B im Verhältnis zum Ringkanal 10.1 in entgegengesetzte Rich­ tungen verlaufen und in Umfangsrichtung des Ventilkolbens 2 um 90° versetzt zueinander angeordnet sind, und mit einem zweiten Ringkanal 10.2, der in axialem Abstand vom ersten Ringkanal 10.1 angeordnet ist. Das zweite Steuerleitungs­ system 10 ist mit einer Entlastungsleitung 11 verbindbar.

Die Einzeldruckwaage 3 weist einen Regelkolben 12 mit einer Kolbenkammer 12.1 und einer Regelkante 12.2 und eine Feder 13 mit einer Federkammer 13.1 auf. Die Kolbenkammer 12.1 steht über eine Drossel 14 mit der Federkammer 13.1 in Verbindung. Eine Druckleitung P liefert bei entsprechender Einstellung des Proportionalwegeventils über die Regelkante 12.2, die Kolbenkammer 12.1 und die Steuerkerben 9 Ölstrom mit dem entsprechenden Verbraucherdruck p _A bzw. p _B zum Verbraucheranschluß A bzw. B. Die Federkammer 13.1 steht über ein Rückschlagventil 15 mit einer Lastrückmeldungslei­ tung 16 in Verbindung.

Das Druckbegrenzungsventil 4 A bzw. 4 B weist einen Kolben 4.1, eine Feder 4.2 und eine Federkammer 4.3 auf. Der Verbraucheranschluß A steht über eine Drossel 17 mit der Federkammer 4.3 in Verbindung. Ein Vorsteuerteil 18 weist einen Ventilkegel 18.1, eine Feder 18.2 und einen Ventil­ sitz 18.3 auf. Die Federkammer 4.3 des Druckbegrenzungsven­ tils 4 A steht in Schwimmstellung des Ventilkolbens, vgl. Fig. 3, über eine Entlastungsleitung 19 mit einem Rück­ schlagventil 20 mit dem ersten Steuerleitungssystem 5 in Verbindung.

In Fig. 6 ist ein Schaltplan eines Ventilblocks mit vier zusammengebauten Proportionalwegeventilen gezeigt. Das oberste Proportionalwegeventil ist ein 4/3-Wegeventil in Kolbendrehstellung D für einen doppeltwirkenden Verbrau­ cher. Das nächste Proportionalwegeventil ist ein 4/4-Wege­ ventil in Kolbendrehstellung D für einen doppeltwirkenden Verbraucher mit axialer Schwimmstellung, worauf näher in Verbindung mit Fig. 3 eingegangen wird. Das nächste Propor­ tionalwegeventil ist ein 3/3-Wegeventil in Kolbendrehstel­ lung EB für einen einfachwirkenden Verbraucher am Ver­ braucheranschluß B und daß unterste Proportionalwegeventil ist 3/3-Wegeventil in Kolbendrehstellung EA für einen ein­ fachwirkenden Verbraucher am Verbraucheranschluß A. Der Ventilblock ist am oberen Ende mit einer Abschlußplatte 27 abgedeckt. Am unteren Ende des Ventilblocks ist eine Ein­ gangsplatte 25 mit einer Eingangsdruckwaage 26 für eine Konstantpumpe am Anschluß P vorgesehen. Anstelle der Ein­ gangsplatte mit Eingangdruckwaage und Konstantpumpe kann auch ein Förderstromregler mit einer Verstellpumpe vorge­ sehen werden. Die vier Proportionalwegeventile sind über die Lastrückmeldungsleitung 16 und die Entlastungsleitung 11 in Reihe miteinander verbunden.

Im nachfolgenden wird die Funktionsweise des Proportional­ wegeventils in Verbindung mit den einzelnen Figuren be­ schrieben.

In Fig. 1 ist der Ventilkolben 2 in Drehstellung D, vgl. Fig. 6, für doppeltwirkende Verbraucher gezeigt. Die in Fig. 1 dargestellte mittige Neutralstellung gilt für alle Verbraucherarten, d. h. Drehstellungen des Ventilkolbens. Die Verbraucheranschlüsse A und B sind durch den Ventilkol­ ben 2 gesperrt. Die Druckbegrenzung und Nachsaugung für die Verbraucheranschlüsse geschieht folgendermaßen. Entsteht im Verbraucheranschluß B durch äußere Kräfte ein Druck, der größer ist, als der im Vorsteuerteil 18 des Druckbegren­ zungsventils 4 B eingestellte Druck, so hebt sich der Ven­ tilkegel 18.1 gegen die Federkraft der Feder 18.2 von seinem Ventilsitz 18.3. Vom Verbraucheranschluß B fließt über die Drossel 17, die Federkammer 4.3, den geöffneten Ventilsitz 18.3 des Ventilkegels 18.1 ein Steuerölstrom zum Tank T. Hierdurch wird an der Drossel 17 ein Druckgefälle erzeugt, wodurch der Druck in der Federkammer 4.3 kleiner als im Verbraucheranschluß B wird. Der Kolben 4.1 wird daher nach rechts verschoben, so daß eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Verbraucheranschluß B und dem Tank T hergestellt wird. Bei einem doppeltwirkenden Verbraucher entsteht bei einem entsprechenden Überdruck im Verbrau­ cheranschluß B im Verbraucheranschluß A und der Federkammer 4.3 seines Druckbegrenzungsventils 4 A ein Unterdruck. Der Druck des Tankes T ist daher größer als der Druck p _A im Verbraucheranschluß A. Über die Ringfläche des Kolbens 4.1 wirkt dann eine Kraft gegen die Feder 4.2, welche den Kolben 4.1 nach links verschiebt und den Tank T unmittelbar mit dem Verbraucheranschluß A zum Druckausgleich verbindet. Analoges gilt bei entsprechender Überbelastung des Verbrau­ cheranschlusses A.

Ist ein einfachwirkender Verbraucher angeschlossen, so ist der nicht benötigte Verbraucheranschluß mit einem Stopfen verschlossen. Das Druckbegrenzungsventil 4 A bzw. 4 B sorgt dann sowohl für die Druckbegrenzung als auch für die Nach­ saugung.

Bei allen Längsschieberwegeventilen sind die Verbraucheran­ schlüsse A und B nicht völlig druckdicht. Es fließt ein Leckölstrom. Um bei den Verbrauchern ein Absinken des Druckes zu verhindern, werden in die Verbraucherleitungen Senk­ bremsventile oder entsperrbare Rückschlagventile einge­ setzt. Bei den gebräuchlichen Proportionalwegeventilen wird nun ein Ventilkolben eingesetzt, bei dem in der mittigen Neutralstellung die Verbraucheranschlüsse A und B mit­ einander zum Tank verbunden sind, da sonst das Lecköl von einem Verbraucheranschluß zum anderen Verbraucheranschluß überströmen würde und die Senkbremsventile oder entsperr­ baren Rückschlagventile unkontrolliert öffnen könnte. Bei dem neuen Proportionalwegeventil ist dies nicht möglich, da der Leckölabfluß vom Verbraucheranschluß A oder B entweder in den Tank oder in die entlastete Kolbenkammer 12.1 und dann über die Drossel 14 in den Tank fließt. Bei dem neuen Proportionalwegeventil ist die Kolbenkammer 12.1 daher in mittiger Neutralstellung entlastet, auch wenn der Ver­ braucheranschluß A oder B unter Druck steht. Das Rück­ schlagventil 15 verhindert, daß aus der Lastrückmeldung eines anderen Proportionalwegeventils in einem Ventilblock, das sich in Arbeitsstellung befindet, Öl über die Lastrück­ meldungsleitung 16 in den Tank bzw. in die Federkammer 13.1 der Einzeldruckwaage 3 fließt.

In der in Fig. 1 gezeigten mittigen Neutralstellung des Ventilkolbens 2 fließt der Steuerölstrom von der Eingangs­ platte 25 über die Entlastungsleitung 11 und den ersten Ringkanal 10.1 des Steuerleitungssystems 10 ungehindert durch das Proportionalwegeventil. Wenn kein anderes Pro­ portionalwegeventil im Ventilblock in Arbeitsstellung ist, baut sich kein Pumpendruck, außer dem Mindestregeldruck der Eingangsplatte von ca. 3 bis 5 bar, auf, da der Steuer­ ölstrom ungehindert zum Tank T geleitet wird.

In Fig. 2 ist der Ventilkolben 2 ebenfalls in Drehstellung D, vgl. Fig. 6, für doppeltwirkende Verbraucher gezeigt. Bei der in Fig. 2 gezeigten nach links verschobenen Ar­ beitsstellung wird der Verbraucheranschluß A mit einem Ölstrom beaufschlagt und der Verbraucheranschluß B mit dem Tank T verbunden. Der Ölstrom fließt zunächst von der Druckleitung P über die Regelkante 12.2 in die Kolbenkammer 12.1 der Einzeldruckwaage 3, dann über die Steuerkerben 9 und einen vorgewählten Drosselquerschnitt in den Verbrau­ cheranschluß A. Die radiale Bohrung 7.1 der Lastrückmeldung ist nicht mehr vom Gehäuse 1 überdeckt, sondern mit dem Verbraucheranschluß A verbunden, so daß der Lastdruck im Verbraucheranschluß A über die radiale Bohrung 7.1, die axiale Bohrung 7, die Drossel 6, die axiale Bohrung 5.1, die radiale Bohrung 5.3 und den Teilringkanal 5.4 des Steuerleitungssystem 5 in die Federkammer 13.1 der Einzel­ druckwaage 3 zurückgemeldet wird. Gegenüber diesem Haupt­ ölstrom hat der weiterhin über die Drossel 14 fließende Steuerölstrom keine Bedeutung mehr. Über die Regelkante 12.2 wird der Ölstrom so geregelt, daß an der Einzeldruck­ waage 3 Gleichgewichtsbedingung herrscht, d. h. (p _A -p′)× A ₄ = Kraft der Feder 13. Der Druck p′ in der Kolbenkammer 12.1 der Einzeldruckwaage 3 ist wegen der Regelkante 12.2 unabhängig vom Druck in der Druckleitung P. Da die Kraft der Feder 13 eine feste konstruktive Größe ist, stellt sich eine konstante Druckdifferenz p _A -p′ und damit bei dieser Kolbenstellung ein lastunabhängiger, konstanter Ölstrom Q _A ein.

Da der Teilringkanal 5.2 des Steuerleitungssystems 5 nicht mehr mit dem Tank T in Verbindung steht, findet keine Entlastung der Federkammer 13.1 der Einzeldruckwaage 3 statt. Wenn dieses Proportionalwegeventil das am höchsten belastete aktive Proportionalwegeventil in einem Ventil­ block ist, so würde der Lastdruck p _A über das Rückschlag­ ventil 15 und die Lastrückmeldungsleitung 16 an die Ein­ gangsdruckwaage 26 in der Eingangsplatte 25 gegeben.

In der in Fig. 2 gezeigten Stellung des Ventilkolbens 2 ist der drucklose Umlauf des Steuerölstroms über die Ent­ lastungsleitung 11 aufgehoben, da der Steuerölstrom den Ventilkolben 2 nicht mehr über einen Ringkanal 10.1 oder 10.2 passieren kann. An der Pumpe muß sich daher der maxi­ male Verbraucherdruck und zusätzlich der Regeldruck ein­ stellen.

In Fig. 3 ist der Ventilkolben 2 ebenfalls in Drehstellung D, vgl. Fig. 6, für doppeltwirkende Verbraucher gezeigt. Allerdings ist der Ventilkolben 2 gegenüber der Arbeits­ stellung gemäß Fig. 2 noch weiter nach links in eine Schwimmstellung verschoben, was durch Entfernung einer Anschlagplatte 24, gezeigt in Fig. 7, erfolgt, die als Hubbegrenzer dient. Schwimmstellung bedeutet hierbei, daß ein doppeltwirkender Verbraucher ohne nennenswerten Wider­ stand durch äußere Kräfte in beide Richtungen bewegt werden kann.

Der Druck p _A in dem Verbraucheranschluß A wird über die radiale Bohrung 7.1, die axiale Bohrung 7, die Drossel 6, die radiale Bohrung 5.3, den Teilringkanal 5.4 und den geöffneten Querschnitt 21 zum Tank T geleitet. Eine Last­ rückmeldung in die Federkammer 13.1 der Einzeldruckwaage 3 erfolgt nicht. Damit stellt sich für die Einzeldruckwaage das gleiche Lastverhältnis wie bei der in Fig. 1 gezeigten mittigen Neutralstellung ein, d. h. von der Druckleitung P fließt nur ein kleiner, von der Drossel 14 bestimmter Steuerölstrom in die Kolbenkammer 12.1. Der Verbraucheran­ schluß A kann mit keinem konkreten Ölstrom versorgt werden.

Wird der Verbraucher am Verbraucheranschluß A durch eine äußere Kraft so bewegt, daß Öl in den Verbraucheranschluß A zurückströmt, kann sich in der Federkammer 4.3 des Druckbe­ grenzungsventils 4 A kein Druck aufbauen, da die Federkammer 4.3 über die Entlastungsleitung 19, das Rückschlagventil 20, das Steuerleitungssystem 5 und den Querschnitt 21 mit dem Tank T verbunden ist. Hierdurch wird das Vorsteuerteil 18 des Druckbegrenzungsventils 4 A umgangen.

Entsteht im Verbraucheranschluß A durch eine entgegenge­ setzte Bewegung des Verbrauchers ein Unterdruck gegenüber dem Tankdruck, so erfolgt, wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben, eine Nachsaugung durch eine Verschiebung des Kolbens 4.1 nach links und die hierdurch bewirkte unmittel­ bare Verbindung zwischen Verbraucheranschluß A und Tank T. Das Rückschlagventil 20 in der Entlastungsleitung 19 ver­ hindert, daß sich in der Federkammer 4.3 ein Tankdruck aufbaut, der den Nachsaugvorgang verhindern würde. Da der Verbraucheranschluß B über den Ventilkolben 2 unmittelbar mit dem Tank T verbunden ist, ist bei entsprechender, von außen veranlaßter Bewegung des Verbrauchers am Verbraucher­ anschluß B ein Ölabfluß und ein Ölzufluß gegeben.

In der in Fig. 3 gezeigten Schwimmstellung des Ventilkol­ bens 2 fließt Steuerölstrom von der Eingangsplatte 25 über die Entlastungsleitung 11 und den zweiten Ringkanal 10.2 ungehindert durch das Proportionalwegeventil zurück zum Tank, vorausgesetzt, die Entlastungsleitung 11 ist nicht an einem anderen Proportionalwegeventil des Ventilblocks unterbrochen.

In den Fig. 4 und 5 ist der Ventilkolben 2 in Drehstellung EB, vgl. Fig. 6, für einen einfachwirkenden Verbraucher am Verbraucheranschluß B dargestellt. Die Drehung des Ventil­ kolbens von der Drehstellung D der Fig. 1 bis 3 in die Drehstellung EB der Fig. 4 und 5 erfolgt bei dem vorliegen­ den Ausführungsbeispiel dadurch, daß, wie in Fig. 7 und 7a dargestellt, eine Abdeckkappe 23 vom linken Ende des Ven­ tilkolbens 2 abgenommen, der Ventilkolben 2 um 45° im Gegenuhrzeigersinn gedreht und in der neuen Drehstellung EB durch einen entsprechenden Formschluß zwischen entsprechen­ den Teilen an der Abdeckkappe 23 und dem Ventilkolben 2 fixiert wird.

Wie in Verbindung mit Fig. 1 angemerkt, liegen in der mittigen Neutralstellung des Ventilkolbens 2 in der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Drehstellung EB die gleichen Ver­ hältnisse vor wie bei anderen Drehstellungen des Ventil­ kolbens 2, wobei natürlich hier der nicht benötigte Ver­ braucheranschluß A durch einen Stopfen 22 verschlossen ist. In Fig. 4 ist der Verbraucheranschluß B entsprechend der gewählten axialen Stellung des Ventilkolbens 2 unmittelbar über den Ventilkolben 2 mit den Tank T verbunden. Trotz axialer Auslenkung des Ventilkolbens 2 baut sich jedoch im Verbraucheranschluß A kein Betriebsdruck auf, da die Feder­ kammer 13.1 der Einzeldruckwaage 3 über das Steuerleitungs­ system 5 und den axialen Schlitz 8 B zum Tank T entlastet ist. Der Steuerölstrom von der Druckleitung P in die Kol­ benkammer 12.1 der Einzeldruckwaage 3 fließt über die Dros­ sel 14 zum Tank T ab. Außerdem fließt ein geringer Rest­ strom, z. B. ca. 0,7 l/min über die Drossel 6 zum Tank T ab.

Da die axialen Schlitze 10 B die Entlastungsleitung 11 in der in Fig. 4 gezeigten Stellung des Ventilkolbens 2 über­ decken, hält das so eingestellte Proportionalwegeventil die Entlastungsleitung 11 in einem Ventilblock offen.

In Fig. 5 ist der Ventilkolben 2 in die zu Fig. 4 entgegen­ gesetzte Richtung nach rechts verstellt, wodurch sich ein Zustand einstellt, wie er in Verbindung mit Fig. 2 be­ schrieben worden ist. Die Entlastungsleitung 11 ist bei dieser Stellung des Ventilkolbens 2 also ebenfalls unter­ brochen.

Wenn das Proportionalwegeventil in eine Drehstellung EA, vgl. Fig. 6, für einen einfachwirkenden Verbraucher am Verbraucheranschluß A gebracht werden soll, so wird der Ventilkolben 2 in der oben beschriebenen Weise gegenüber der Drehstellung D für doppeltwirkende Verbraucher um 45° im Uhrzeigersinn gedreht, so daß der axiale Schlitz 8 A und die beiden axialen Schlitze 10 A die dem Schlitz 8 B und den axialen Schlitzen 10 B entsprechenden, oben beschriebenen Funktionen übernehmen. Der Verbraucheranschluß B ist hier­ bei natürlich ebenfalls durch einen Stopfen verschlossen.

Für verschiedene Anwendungen werden in der Praxis Rasten gefordert, die den Ventilkolben 2 in vorgegebenen End­ stellungen mechanisch festhalten. Die Lösung dieser Rastung erfolgt durch Handkraft. Bisher ist bei den bekannten Pro­ portionalwegeventilen für jede Rastart ein anderer Rast­ körper erforderlich. Dies erfordert eine nur durch ge­ schultes Personal durchzuführende aufwendige Umrüstung.

In Fig. 10 sind verschiedene Rastarten 1 bis 7 tabellarisch und symbolisch dargestellt, wobei die Rückstellung des Ventilkolbens 2 von den nicht gerasteten Endstellungen A, B in die mittige Neutralstellung 0 mit Hilfe der Feder 33 des Ventilkolbens 2 erfolgt. Die Endstellung B entspricht der rechten axialen Endstellung, die Endstellung A entspricht der linken axialen Endstellung, und die Endstellung S ent­ spricht der linken extremen axialen Schwimmstellung des Ventilkolbens 2.

Bei einem mechanisch mittels eines Handhebels 28 betätig­ baren Ventilkolbens 2, dargestellt in Fig. 7, kann die Veränderung der Rastart dadurch erfolgen, daß im Gehäuse 34 eingeschraubte Rastbolzen 31, 32 herausgeschraubt und durch Unterlegscheiben unwirksam gemacht werden. Die Rastbolzen 31, 32 können mit einer Rastkugel 29 in Eingriff gebracht werden, die am Ende des Hebels 28 angeordnet und mittels einer Feder 30 vorgespannt ist. Durch Verschwenken des Hebels 28 können die drei verschiedenen Endstellungen, nämlich Stellung B (Rastbolzen 32), Stellung A (Rastbolzen 31) und Stellung S (kein Rastbolzen gezeigt) verwirklicht werden.

Ähnlich der Veränderung der Ventilfunktion des neuen Pro­ portionalwegeventils durch Drehung des Ventilkolbens kann die Veränderung der Rastart auch durch ein drehbares Ras­ trierungssystem erfolgen, wie es in den Fig. 8, 8a und 8b dargestellt ist. Bei diesem Rastrierungssystem sind an einer für die Betätigung des Rastrierungssystems geeigneten Stelle des Proportionalwegeventils bzw. des Ventilkolbens 2 in diesem Ventilkolben verschiedene Nuten für die in Fig. 10 angeführten Rastarten 1 bis 7 eingeformt. Hierbei ist eine radiale Nut 35 für die Raststellung S, eine radiale Nut 36 für die Raststellung A und eine radiale Nut 37 für die Raststellung B vorgesehen. In diese Nuten rastet bei entsprechender Raststellung jeweils mindestens eine Kugel 38 (in Fig. 8 und 8b sind zwei Kugeln 38 dargestellt) ein, die jeweils mittels eines Klemmstückes 39 und einer Feder 40, die in einer axialen Nut 41 in einem Ring 42 angeordnet sind, vorgespannt ist. Der Ring 42 und das Klemmstück 39 sind mittels eines Stiftes 47 gegen Verdrehung gesichert. Die Einstellung der Rastarten 1 bis 7 gemäß Fig. 10 erfolgt durch Drehen des Ringes 42, wie dies in Fig. 8b durch den Doppelpfeil angedeutet ist. Die Raststellungen A, B oder S werden durch axiales Verschieben des Ringes 42 eingestellt. Ist bei einer bestimmten Rastart keine Raststellung einge­ stellt, so läuft die Kugel 38 bei axialer Verschiebung des Ventilkolbens 2 mit Hilfe der Feder 33 von den entsprechen­ den Endstellungen A und B zur Neutralstellung 0 auf axialen Pfannen 43, 44 bzw. 45 für die Rastarten 1 und 6, 2 und 7 bzw. 3. Bei der Rastart 4 und 5 ist die Kugel 38 hierbei in einer radialen Nut 46 federzentriert.

In Fig. 8b ist der Ventilkolben 2 nur schematisch ohne die Nuten und Pfannen bezüglich der verschiedenen Drehstellun­ gen für die Rastarten 1 und 6, 2 und 7, 3, 4 und 5 darge­ stellt.

In Fig. 9 ist eine abgewandelte Ausführungsform des vorher­ gehenden Rastrierungssystems dargestellt, wobei die Nuten und Pfannen in einer Rasthülse 48 eingeformt sind, welche mittels einer Stiftschraube 49 mit dem Ventilkolben 2 in der Drehstellung für die gewünschte Rastart verbunden wird.

Claims (22)

1. Einrichtung zur lastunabhängigen Steuerung mindestens eines Verbrauchers, mit einem Proportionalwegeventil mit einem aus einer mittigen Neutralstellung in Arbeitsstellungen verschiebbaren Ventilkolben, mit einer Einzeldruckwaage und einem Steuerleitungssystem zur Lastrückmeldung zwischen dem Proportionalwegeventil und der Einzeldruckwaage, dadurch gekennzeichnet, daß das Proportionalwegeventil durch Drehung seines Ventilkolbens (2) über sein entsprechend ausgebildetes Steuerleitungssystem (5) als 4/3- Wegeventil für doppeltwirkende Verbraucher und als 3/3-Wegeventil für einfachwirkende Verbraucher einstellbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (2) des Proportionalwegeventils mindestens einen axialen Schlitz (8 A; 8 B) aufweist, über welchen eine Federkammer (13.1) der Einzeldruckwaage (3) bei Einstellung des Ventilkolbens für einen einfachwirkenden Verbraucher über das Steuerleitungssytem (5) im Ventilkolben mit dem Tank (T) verbindbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (2) zwei axiale Schlitze (8 A, 8 B) aufweist, die ausgehend vom Steuerleitungssystem (5) im Ventilkolben in entgegengesetzte Richtungen verlaufen und in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Schlitze (8 A, 8 B) in Umfangsrichtung des Ventilkolbens (2) um 90° zueinander versetzt angeordnet sind.

5. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerleitungssystem (5) im Ventilkolben (2) über radiale Lastrückmeldungsbohrungen (7.1, 7.2) und eine axiale Lastrückmeldungsbohrung (7) im Ventilkolben (2) mit Verbraucheranschlüssen (A, B) verbindbar ist und daß sich die radialen Lastrückmeldungsbohrungen (7.1, 7.2) mit den Steuerkerben (9) im Ventilkolben vollstän­ dig überlappen.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lastrückmeldungsbohrungen (7, 7.1, 7.2) und dem Steuerleitungssystem (5) eine Drossel (6) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerleitungssystem (5) im Ventilkolben (2) aus einer inneren axialen Bohrung (5.1), einem mit dieser in Verbindung stehenden Teilringkanal (5.2), einer mit dieser in Verbindung stehenden radialen Bohrung (5.3) und einem mit der radialen Bohrung in Verbindung stehenden, axial verbreiterten Teilringkanal (5.4) besteht, der das Steuerleitungssystem in jeder Stellung des Ventilkolbens (2) mit der Federkammer (13.1) der Einzeldruckwaage (3) verbindet.

8. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch mindestens ein vorgesteuertes, einen Hauptkolben (4.1) aufweisendes Druckbegrenzungsventil (4 A, 4 B) zur Verbraucherdruckabsicherung mit integrierter Nachsaugung.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachsaugung über eine Differenzfläche am Hauptkolben (4.1) des Druckbegrenzungsventils (4 A, 4 B) erfolgt.

10. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hubbegrenzer (24) für den Ventilkolben (2) vorgesehen ist und daß der Ventilkolben durch Entfernung des Hubbe­ grenzers in Schwimmstellung bringbar ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Federkammer (4.3) des Druckbegrenzungsventils (4 A, 4 B) in Schwimmstellung des Ventilkolbens (2) über eine Entlastungsleitung (19) mit dem Steuerleitungssystem (5) verbindbar ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Entlastungsleitung (19) ein Rückschlagventil (20) vorgesehen ist.

13. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kolbenkammer (12.1) der Einzeldruckwaage (3) über eine Drossel (14) mit der Federkammer (13.1) der Einzeldruckwaage (3) verbunden ist.

14. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkammer (13.1) der Einzeldruckwaage (3) über ein Rückschlagventil (15) mit einer Lastrückmeldungsleitung (16) zu einer Eingangsplatte (25) mit einer Eingangsdruckwaage (26) einer Konstantpumpe oder zu einem Förderstromregler einer Verstellpumpe verbindbar ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilkolben (2) ein zweites Steuerleitungssystem (10) vorgesehen ist, über welches das Proportionalwegventil über eine Entlastungsleitung (11) zu der Eingangsplatte (25) mit der Eingangsdruckwaage (26) der Konstantpumpe oder mit dem Förderstromregler einer Verstellpumpe verbindbar ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Steuerleitungssystem (10) aus einem ersten Ringkanal (10.1), zwei mit dem ersten Ringkanal in Verbindung stehenden ersten axialen Schlitzen (10 A), die ausgehend vom ersten Ringkanal in die gleiche Richtung verlaufen und in Umfangsrichtung des Ventilkolbens (2) um 180° zueinander versetzt angeordnet sind, zwei mit dem ersten Ringkanal in Verbindung stehenden zweiten axialen Schlitzen (10 B), die gegenüber den ersten axialen Schlitzen ausgehend vom ersten Ringkanal in die entgegengesetzte Richtung verlaufen und in Umfangsrichtung des Ventilkolbens um 180° zueinander versetzt angeordnet sind, wobei die zwei ersten axialen Schlitze (10 A) zu den zwei zweiten axialen Schlitzen (10 B) in Umfangsrichtung des Ventilkolbens (2) versetzt zueinander angeordnet sind, und aus einem zweiten Ringkanal (10.2) besteht, wobei der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Ringkanal (10.1; 10,2) der Verstellstrecke des Ventilkolbens zwischen der mittigen Neutralstellung und der Schwimmstellung entspricht.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei ersten axialen Schlitze (10 A) zu den zwei zweiten axialen Schlitzen (10 B) in Umfangsrichtung des Ventilkolbens (2) um 90° zueinander versetzt angeordnet sind.

18. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die in gleicher Richtung verlaufenden axialen Schlitze (8 A, 10 A; 8 B, 10 B) des Steuerleitungssytems (5) und des weiteren Steuerleitungssystems (10) in Umfangsrichtung des Ventilkolbens (2) um 90° zueinander versetzt angeordnet sind.

19. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (2) durch Formschluß zwischen entsprechenden Teilen an einem seiner Enden und einer abnehmbaren Abdeckkappe (23) drehfixierbar ist.

20. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch ein drehbares Rastrierungssystem (35 bis 47) zur Rastrierung des Ventilkolbens (2) in vorgegebenen Endstellungen (A, B, S).

21. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (2) mittels eines Handhebels (28) betätigbar ist und daß am Ende des Handhebels eine federvorgespannte Rastkugel (29) angeordnet ist, welche mit einstellbaren Rastbolzen (31, 32) zur Rastrierung des Ventilkolbens in vorgegebenen Endstellungen (A, B) in Eingriff bringbar ist.

22. Einrichtung für mindestens zwei Verbraucher mit mindestens zwei Proportionalwegeventilen nach Anspruch 15 in Blockbauweise, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Proportionalwegeventile über die Lastrückmeldungsleitung (16) und die Entlastungsleitung (11) in Reihe geschaltet sind.