DE2450846C3

DE2450846C3 - Nebenstromventil

Info

Publication number: DE2450846C3
Application number: DE2450846A
Authority: DE
Inventors: Joseph A. Wooster Ohio Schurger (V.St.A.)
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1973-12-07
Filing date: 1974-10-25
Publication date: 1978-09-14
Also published as: DE2450846A1; DE2450846B2; CA1009118A; JPS5089924A; FR2253934A1; IT1020390B; FR2253934B1; GB1447326A; AU7243374A; US3878864A

Description

Die Erfindung betrifft ein Nebenstromventil, das in Abhängigkeit vom Druckunterschied stromauf und stromab eines Wegeventils einer hydraulischen Servomotorenanlage den von einer Pumpe geförderten Druckmittelstrom zum Tank absteuert, mit einem Schieber, der vom Druck stromauf des Wegeventils gegen den Druck einer Feder und gegen den Druck stromab des Wegeventils beaufschlagt wird.

Hydraulische Systeme, bei denen eine Strömungsmittelpumpe einen oder mehrere Servomotoren beschickt, enthalten im allgemeinen ein Nebenstromventil. Dieses leitet bei Überschreiten eines bestimmten Druckes das Strömungsmittel direkt zum Tank ab. Solange die Servomotoren außer Betrieb sind und daher im System kein hoher Druck erforderlich ist, sollte der Ansprechdruck des Nebenstromventi'iS möglichst gering sein, um Leistungsverluste in der Pumpe gering zu halten. Soll nun aber einer der Servomotoren betätigt werden, so muß das System einen beträchtlich höheren Druck einnehmen können. Hierzu muß der Ansprechdruck des auf ein sehr viel höheres Niveau verschoben werden können.

Ein Nebenstromventil der eingangs genannten Art ist z. B. aus der US-PS 36 31 890 bekannt. Zur Erzeugung von mehreren Ansprechdrücken verwendet dieses Ventil einen Hilfskolben, der dem Strömungsmitteldruck im Motor ausgesetzt wird. Dieser Hilfskolben spannt bei seiner Bewegung eine Feder, die zwischen ihm und dem Hauptschieber angeordnet ist Dadurch wird die Bewegung des Hauptschiebers erschwert Dieses bekannte Ventil spricht beim Umschalten verhältnismäßig langsam an.
Es liegt die Aufgabe vor, ein Nebenstromventil der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die hydraulische Anlage in der Anfangsphase des Betriebs rasch anspricht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß über den Schieber eine Verbindung für den stromauf des Wegeventils herrschenden Druck zur die Feder aufnehmenden Rückhaltekammer herstellbar und in dieser Verbindung ein zur Rückhaltekammer hin öffnendes Rückschlagventil angeordnet ist und daß sich an der Anschlußstelle des Nebenstromventils für den Druck stromab des Wegeventils eine Drossel befindet

Wird bei Verwendung des erfindungsgemäßen Nebenstromventils das handbetätigte Wegeventil aus der Neutral- in eine Arbeitsstellung gelegt so fließt ein Teil des Strömungsmittels zunächst über den Schieber des Nebenstromventils zur Rückhaltekammer, über die Steuerleitung für das Nebenstromventil und über die Steueröffnungen des Wegeventils zu den Servomotoren. Hierdurch wird der erste Lastwiderstand überwunden; die Servomotoren sprechen rasch an.

Dabei ist es von Vorteil, wenn koaxial im Schieber ein beweglicher Steuerkolben angeordnet ist, der von einer Feder auf die Rückhaltekammer zu beaufschlagt ist, und wenn die Verbindung durch Verschieben des Steuerkolbens gegen den Druck der Feder herstellbar ist.

J5 Ferner ist es zweckmäßig, wenn koaxial im Schieber ein beweglicher Ventilteller angeordnet ist, der von einer Feder in Richtung auf die Rückhaltekammer beaufschlagt ist, und wenn durch Bewegung des Ventiltellers gegen die Wirkung der Feder ein zusätzlicher Nebenweg für das Strömungsmittel verschließbar ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 das Nebenstromventil im Schnitt in einer bevorzugten Ausführungsform zusammen mit der hydraulischen Anlage und

F i g. 2 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Nebenstromventils.

so F i g. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Abschnittes 10 einer hydraulischen Anlage, welche ein handbetätigtes Wegeventil 12 aufweist. Das handbetätigte Wegeventil hat einen beweglichen Ventilschieber 14, ein Gehäuse 16, eine Einlaßöffnung 18, eine mit einem Servomotor verbundene öffnung 20, eine zweite mit diesem Motor verbundene öffnung 22, eine Steueröffnung 24, eine zweite Steueröffnung 26, Rücklauföffnungen 28 und 30 zum Tank, ein Paar von Rückschlagventilen 32 und 34, die in dem Ventilschieber 14 angeordnet sind, und eine Druckzufuhröffnung 36.

Der Ventilschieber 14 ist innerhalb einer in dem Gehäuse 16 ausgebildeten Bohrung 38 angeordnet. Die Bohrung 38 weist Bunde 40,42,44,46,48 und 50 auf. Der Ventilschieber 14 hat Bunde 52, 54, 56, 58 und 60. In

i)5 Kanalabschnitten der Bunde 52, 56 und 58 des handbetätigten Ventilschiebers 14 sind Drosselkerben 62 ausgebildet.

Der Abschnitt 10 arbeitet wie folgt: Strömungsmittel

wird der Einlaßöffnung 18 zugeführt und tritt in die Druckzufuhröffnung 36 ein. Der Ventilschieber 14 ist in F i g. 1 in seiner neutralen Stellung dargestellt, in der der 3und 56 die Druckzufuhröffnung 36 verschließt. Darüber hinaus trennen die Bunde 54 und 58 in dieser Stellung die Rücklauföffnungen 28 und 30 zum Tank von den mit dem Motor verbundenen öffnungen 20 und 22 ab. Wird der Ventilschieber 14 nach rechts bewegt, beispielsweise in eine erste Arbeitsstellung, so öffnet der Bund 56 zwischen der Druckzufuhröffnung 36 und der mit dem Motor verbundenen öffnung 20 einen Verbindungsweg für Strömungsmittel. Die in diesem Strömungsweg befindliche Drosselstelle, die durch eine Kante des Bundes 56 bzw. die Drosselkerben 62 und eine Kante des der Druckzufuhröffnung 36 benachbarten Bundes 44 gebildet wird, kann durch Änderung der Stellung des Ventilschiebers 14 verändert werden.

Bei der beschriebenen ersten Arbeitsstellung des Ventilschiebers 14 ist der Bund 54 in das Gebiet der mit dem Motor verbundenen öffnung 20 hinein bewegt. Der Bund 54 hat eine kleinere wirksame Länge als die mit dem Motor verbundene öffnung 20; damit wird der in der mit dem Motor verbundenen öffnung 20 herrschende Lastdruck um den Bund 54 herum zu der Steueröffnung 24 geführt. Der in der Steueröffnung 24 herrschende Lastdruck stellt für gewisse Betriebsphasen ein zum Steuern verwendetes Drucksignal dar, das dazu verwendet wird, die tatsächliche Zufuhr von Strömungsmittel zur Einlaßöffnung 18 bzw. zu steuern, wie später noch beschrieben wird.

Die kürzere wirksame Länge des Bundes 54 kann dadurch erreicht werden, daß der Bund kürzer ist als dre mit dem Motor verbundene öffnung 20, oder dadurch, daß in dem Bund 54 Drosselkerben 62 von ausreichender Länge Verwendung finden. Ein Bewegen des Ventilschiebers 14 in die erste Arbeitsstellung führt zugleich zu einem Bewegen des Bundes 52 in das Gebiet des in der Bohrung 38 angeordneten Bundes 40, wodurch die Verbindung zwischen der Steueröffnung 24 und der Rücklau^röffnung 28 zum Tank unterbrochen wird.

Eine zweite Arbeitsstellung des Ventilschiebers 14 wird erhalten, wenn derselbe nach links bewegt wird, so daß ein Strömungsweg zwischen der mit dem Motor verbundenen öffnung 20 und der Rücklauföffnung 28 « zum Tank geschaffen wird. Dieser Strömungsweg wird durch die in F i g. 1 rechts gelegene Kante des Bundes 54 bzw. über die Drosselkerben 62 des Bundes 54 und die in F i g. 1 links gelegenen Kante des Bundes 42 gebildet. Zugleich wird ein keine Drosselstelle aufweisender so Strömungsweg zwischen der Steueröffnung 24 und der Rücklauföffnung 28 zum Tank geschaffen, da der Ventilschieber 14 nun nach links geschoben ist, so daß eine Verbindung zwischen der Steueröffnung 24 und der Rücklauföffnung 28 zum Tank geöffnet wird. Der in der Steueröffnung 24 herrschende, zum Steuern dienende Signaldruck ist dann gleich dem im Tank herrschenden Druck, während vom Motor zurückkommendes Strömungsmittel durch die mit dem Motor verbundene Öffnung 20 zur Rücklauföffnung 28 und zum Tank w> zurückgeführt wird. In Fig. 1 ist ein doppeltwirkender hydraulischer Servomotor 70 dargestellt, welcher durch Strömungsmittel betrieben wird, das durch die öffnungen 20 oder 22 des handbetätigten Ventils 12 zugeführt wird. Der Servomotor 70 hat einen Kolben 72, der den tv> Zylinder in Kammern 74 und 76 unterteilt. Die Kammer 74 ist durch eine Leitung 78 mit der öffnung 20, die Kammer 76 durch eine Leitung 80 mit der öffnung 22 verbunden. Die Arbeitsweise des Ventilschiebers 14 in der zweiten Betriebsstellung ist bezüglich der öffnung 22 und ihrer Verbindung mit der Druckzufuhröffnung 36, der Steueröffnung 26 und der Rücklauföffnung 30 zum Tank dieselbe, wie oben unter Bezugnahme auf die öffnung 20 beschrieben. Die Steueröffnungen 24 und 26 erhalten somit in Betrieb ein zum Steuern verwendbares Drucksignal. Der Druck ist der im Strömungsmittelsumpf herrschende Druck, wenn die jeweiligen mit dem Motor verbundenen öffnungen 20 und 22 von der Druckzufuhröffnung 36 getrennt sind; das zum Steuern verwendete Drucksignal ist gleich dem in der jeweiligen mit dem Motor verbundenen öffnung herrschenden Lastdruck ist, wenn die öffnung 20 oder 22 in Verbindung mit der Druckzufuhröffnung 36 steht Bei der dargestellten neutralen Stellung des Ventilschiebers 14 stehen beide Steueröffnungen 24 und 26 in Verbindung mit den ihnen zugeordneten Rücklauföffnungen zum Tank- Wird der Ventilschieber in eine Stellung bewegt, in der eine der mit dem Motor verbundenen öffnungen mit der Druckzufuhröffnung verbunden wird — wird der Ventilschieber 14 z. B. nach rechts bewegt, so daß die öffnung 20 mit der Druckzufuhröffnung 36 verbunden ist —, so erhält die Steueröffnung 24 ein Drucksignal, das gleich dem in der Öffnung 20 herrschenden Arbeitsdruck und damit dem in der Kammer 74 des Servomotors 70 herrschenden Druck ist. Die Steueröffnung 26 steht in Verbindung mit der Rücklauföffnung 30. Wird der Ventilschieber 14 nach links bewegt, so wird die öffnung 22 mit der üruckzufuhröffnung 36 verbunden. Nun steht die Steueröffnung 26 in Verbindung mit der öffnung 22 und die Steueröffnung 24 in Verbindung mit der Rücklauföffnung 28 zum Tank.

Der in F i g. 1 dargestellte Anlagcnabschnitt hat einen ersten Logikkreis 90, der die Steueröffnungen 24 und 26 und ein Wechselventil 92 mit einer Kugel 94 aufweist, die eine Einlaßöffnung 102 oder eine Einlaßöffnung 104 verschließt. Das Wechselventil 92 arbeitet derart, daß das höchste zum Steuern dienende Drucksignal, das heißt der höhere von den in den Kammern 74 und 76 des Servomotors 70 herrschenden Drücken, zu der Auslaßöffnung 100 weitergeleitet wird.

Wie F i g. 1 zeigt, weist ein zweiter Logikkreis 110 ein Wechselventil 112 auf, und zwar für jeden Abschnitt, wenn es sich um Anlagen handelt, bei denen eine Mehrzahl von Anlagenabschnitten 10 vorgesehen ist. In Fig. 1 ist in schematischer Weise ein zweiter Anlagenabschnitt 114 dargestellt, der einen ersten Logikkreis mit einem Wechselventil 115 und einen zweiten Logikkreis mit einem Wechselventil 116 aufweist. Die Wechselventile 115 und 116 gleichen den für den Anlagenabschnitt 10 vorgesehenen Wechselventilen 92 und 112. Jedes der Wechselventile der zweiten Logikkreise weist eine mit der Auslaßöffnung 100 des ersten Logikkreises 90 verbundene Einlaßöffnung 120, eine mit dem nächsten Wechselventil in der Anlage verbundene zweite Einlaßöffnung 122 und eine Auslaßöffnung 124 sowie eine Kugel 125 auf. Die Auslaßöffnung 124 des zweiten Logikkreises 110 ist durch eine Leitung 126 mit einem Nebenstiomventil 200 verbunden, durch welches die Strömungsmittelzufuhr zu dem Abschnitt 10 und zu anderen in der Anlage vorgesehenen Abschnitten gesteuert wird.

D,- Logikkreise 90 und 110, die Leitungen 126 und die Steueröffnungen 24 und 26 bilden einen Kreis zur Steuerung des Nebenstromventils 200. Dieser Kreis wird untenstehend als Steuerkreis bezeichnet.

Durch die Verwendung des ersten Logikkreises in jedem Anlagcnabschnitt wird ganz allgemein für den Anlagenabschnitt das höchste zum Steuern dienende Drucksignal ausgewählt; und durch Verwendung des zweiten Logikkreises wird das höchste zum Steuern dienende Drucksignal aller Anlagenabschnitte zur Verbindung mit dem Nebenstromventil 200 ausgewählt. Der zweite Logikkreis 110 ist wie der erste Logikkreis 90 voll umkehrbar, da beide Einlaßöffnungen der Wechselventile des zweiten Logikkreises nicht zu gleicher Zeit versperrt werden können.

Hieraus ergibt sich, daß das Nebenstromventil 200 mit dem höchsten, in irgendeinem der Anlagenabschnitte herrschenden Lastdruck verbunden ist. Damit wird die Strömungsmittelzufuhr so beeinflußt, daß sie den an der Stelle der größten Last erforderlichen Druck zu erbringen vermag.

Das in der Fig. 1 dargestellte Nebenstromventil 200 ist mit einer Pumpe 202 zur Stiömungsmittelversorgung verbunden. Für die Pumpe 202 ist ein Strömungsmittelsumpf 204 vorgesehen. Durch eine Leitung 206 ist der Strömungsmittelsumpf mit der Pumpe 202 und durch eine Leitung 208 ist das Ventil 200 mit der Pumpe 202 verbunden.

Eine Leitung 210 verbindet eine öffnung 212 des Ventils 200 mit dem Strömungsmittelsumpf 204. Eine Leitung 214 stellt eine Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 18 und einer öffnung 209 des Neben stromventils her. Die von dem zweiten Logikkreis 110 herkommende Leitung 126 ist mit einer Anschlußstelle 218 des Nebenstromventils verbunden. In der Anschlußstelle 218 ist eine Drossel 219 vorgesehen. Das Nebenstromventil weist eine mit dem Strömungsmittelsumpf 204 verbundene Auslaßöffnung 220 auf.

Wie oben ausgeführt worden ist, wird durch die ersten und zweiten Logikkreise der höchste der in den mit den Motoren verbundenen öffnungen irgendeines der Anlagenabschnitte herrschende Druck mit der Leitung 126 und damit mit der Anschlußstelle 218 des Nebenstromventils 200 verbunden. Das Ventil 200 arbeitet derart, daß es eine gewisse Menge von der Pumpe 202 her kommenden Strömungsmittels auf einem Nebenweg durch die öffnung 212 und keine Rückführleitung 210 zum Strömungsmittelsumpf 204 leitet, wobei es auf den Druckunterschied zwischen dem im Steuerkreis, d. h. in der Leitung 126 und der öffnung 218 herrschenden Druck, und dem Pumpendruck, der durch die Einlaßöffnung 209 der Einlaßöffnung 18 zugeführt wird, anspricht. Wie später im einzelnen ausgeführt wird, arbeitet das Ventil 200 derart, daß es Strömungsmittel unter sehr geringem Bereitschaftsstellungsdruck über einen Nebenweg leitet, wenn sich das handbetätigte Ventil in seiner neutralen Stellung befindet, und Strömungsmittel bei größerem Druckunterschied über den Nebenweg leitet, wenn das Steuerventil eines der Anlagenabschnitte dem ihm zugeordneten Strömungsmittelmotor Druck zuführt Das Nebenstromventil weist hierzu ein besonderes Signalventil auf. Der Pumpendruck wird anfänglich durch den die Leitung 126 aufweisenden Steuerkreis und eine der in einem handbetätigten Steuerventil vorgesehenen Steueröffnungen weitergeleitet wird, um so am Anfang den Widerstand der Last an einem der Servomotoren 70 zu überwinden.

Das Nebenstromventil 200 weist einen Schieber 230 auf, der in einer im Ventilgehäuse 201 angebrachten Bohrung 232 verschiebbar angeordnet ist Auf dem Ventilschieber 230 befindet sich ein Bund 234 und ein Bund 236. In dem Ventilschieber 230 ist eine dreifach abgesetzte Gegenbohrung vorgesehen, die eine einen größeren Durchmesser aufweisende Bohrung 238 an ihrem in Fig. 1 rechts gelegenen Ende, eine einen kleineren Durchmesser aufweisende Bohrung 240 und eine einen noch kleineren Durchmesser aufweisende Bohrung 242 aufweist. In dem Ventilschieber 230 ist im Bereich des Bundes 236 ein Strömungskanal 240 vorgesehen, der mit der zwischen den Bunden 234 und

ίο 236 gelegenen Nut und einer Kammer 246 in Verbindung steht, welche zwischen dem Bund 234 des Ventilschiebers 230 und dem Gehäuse 201 des Ventils eingeschlossen ist. Auf dem Ende des Ventilschiebers 230, das die Kammer 246 teilweise begrenzt, ist eine durch Druck beaufschlagbare Fläche 248 vorgesehen. Am rechts gelegenen Ende des Ventilschiebers 230 ist eine durch Druck beaufschlagbare Fläche 250 ausgebildet, welche durch den Durchmesser der Bohrung 238 und den äußeren Durchmesser des Bundes 236 begrenzt wird.

Innerhalb der abgesetzten Bohrungen 242, 240 und 238 ist ein Signalventil 260 angeordnet. Das Signalventil 260 hat einen Steuerkolben 262, der einen Abschnitt 264 mit kleinem Durchmesser, der in die Bohrung 242 eingepaßt ist, und einen Abschnitt 266 mit großem Durchmesser aufweist, der in die Bohrung 240 eingepaßt ist. Im Steuerkolben 262 ist ein diesen durchquerender zentraler Kanal 268 vorgesehen. Der Abschnitt 264 des Steuerkolbens begrenzt zusammen mit der Bohrung 242 eine Strömungsmittelkammer 263. In der Strömungsmittelkammer 263 ist eine Feder 265 angeordnet, die am Steuerkolben 262 anliegt. Auf dessen rechts gelegener Seite ist eine Gegenbohrung 270 vorgesehen. Ein konischer Ventilsitz 272 erstreckt sich zwischen dem Kanal 268 und der Gegenbohrung 270. Es ist ein Rückschlagventil 274 mit einer Kugel vorgesehen, welche an dem Ventilsitz 272 zur Anlage gebracht werden kann, um den Kanal 268 zu verschließen. Durch einen Haltering 276 wird diese Kugel in dem durch die Gegenbohrung 270 gebildeten Raum gehalten. Ein Kanal 278 verbindet den Kanal 268 des Steuerkolbens 262 mit der äußeren Oberfläche des kleineren Durchmesser aufweisenden Abschnittes 264. In der im Ventilschieber 230 vorgesehenen Bohrung 238 ist eine Halteeinrichtung etwa in Form eines Sprengringes 280 angeordnet um den Steuerkolben 262 im Innern der Bohrungen 242, 240 und 238 zu halten. Ein in radialer Richtung verlaufender Kanal 284 stellt eine Verbindung zwischen der Bohrung 242 des Ventilschiebers 230 und der äußeren Oberfläche des Ventilschiebers her, und zwar im Gebiet der zwischen den Bunden 234 und 236 liegenden Nut. Ein in radialer Richtung verlaufender Kanal 288 erstreckt sich zwischen der Innenseite der Bohrung 240 und der äußeren Oberfläche des Bundes 236. Durch den Unterschied der Flächen zwischen den auf dem Steuerkolben 262 vorgesehenen Abschnitten 264 und 266 wird eine schulterförmige, durch Druck beaufschlagbare Fläche 267 gebildet Das rechts gelegene Ende des Steuerkolbens 262 bildet im

eo wesentlichen eine durckbeaufschlagbare Fläche 290, zu welcher die gesamte innerhalb der Bohrung 240 liegende Räche des Abschnitts 264 gehört, wenn die Kugel des Rückschlagventils 274 an dem Ventilsitz 272 anliegt

Innerhalb des Gehäuses 201 des Nebenstromventils ist eine Rückhaltekammer 292 vorgesehen, innerhalb welcher sich das Ende des Bundes 236 des Ventilschiebers 230 befindet

Innerhalb der Kammer 292 ist eine Feder 294 angeordnet, die an dem Sprengring 280 anliegt, um den Ventilschieber 230 in F i g. 1 nach links zu drücken. Innerhalb des Gehäuses 201 des Ventils ist ein Entlastungsventil 298 vorgesehen, das eine mit der Kammer 292 über einen Kanal 302 verbundene Bohrung 300 aufweist. Durch eine Feder 306 wird ein konischer Ventilteller 304 im Bereich des Kanals 302 gegen das Gehäuse 201 gedrückt, so daß er an diesem anliegt.

Wie später genauer dargelegt werden wird, dient das Entlastungsventil 298 als ein den Maximaldruck vorgebendes Entlastungsventil für die Anlage, da die Kammer 292 und damit der Kanal 202 durch die logischen Kreise 90 und 110 stets mit dem höchsten innerhalb der Anlage herrschenden Druck verbunden sind. Durch das Öffnen des Entlastungsventils kann der Druck unter ein durch Einstellung vorgegebenes Maximum abgesenkt werden. Durch den unterschiedlichen Durchmesser des genuteten Abschnittes des Ventilschiebers 230 und des Bundes 236 wird eine druckbeaufschlagbare Fläche 310 gebildet. Durch diese und den Bund 236 wird eine Kante 312 gebildet. In dem Gehäuse 201 des Ventils ist bei der öffnung 212 ein Bund 313 vorgesehen, an dessem rechten Ende sich eine Kante 314 befindet.

Wie oben ausgeführt ist, arbeitet das Nebenstromventil 200 derart, daß es einen niederen Bereitschaftsstellungsdruck innerhalb der Anlage aufrecht erhält, wenn sich der Ventilschieber 14 in seiner neutralen Stellung befindet, und daß es eine Verbindung zu der mit dem Motor verbundenen öffnung herstellt, wenn die Verbindung zwischen der Druckzufuhröffnung 36 und öffnung 20 oder 22 geöffnet ist.

Wird der handbetätigte Ventilschieber 14 aus seiner neutralen Stellung bewegt, so wird wie oben beschrieben darüber hinaus am Anfang ein Strömungsweg für Strömungsmittel zwischen einer der Steueröffnung und einer mit dem Motor verbundenen Öffnung vervollständigt. Vor dem öffnen dieser Verbindung herrscht in der Rückhaltekammer 292 kein Druck, da der Ventilschieber sich in seiner neutralen Stellung befindet; es besteht nur ein geringer Widerstand gegen eine Bewegung des Ventilschiebers 230 nach rechts. Der in der Leitung 208 herrschende Pumpendruck, der auf die durch Druck beaufschlagbaren Flächen 310 und 248 einwirkt, hält den Ventilschieber 230 ausreichend weit nach rechts, so daß zwischen der Kante 314 des Bundes 313 und der Kante 312 des Ventilschiebers 230 ein Kanal geöffnet wird, der den Pumpendruck bei sehr geringem Druckpegel durch die öffnung 212 zum Strömungsmittelsumpf 204 leitet. w

Wird zur Betätigung des Servomotors 70 der handbetätigte Ventilschieber 14 bewegt und unter Druck stehendes Strömungsmittel der Kammer 74 zugeführt, so ist die öffnung 20, wie oben beschrieben, über den Bund 54 mit der Steueröffnung 24 und durch die logischen Kreise und die Anschlußstelle 218 anfänglich mit der Kammer 292 des Nebenstromventils 200 verbunden. Anfänglich betätigt dieser Druck das Signalventil 260. Der in der Kammer 292 herrschende Druck wirkt auf die durch Druck beaufschlagbare Fläche 290 ein, so daß der Steuerkolben 262 des Signalventils gegen die Kraft der Feder 265 nach links bewegt wird und die Kanäle 284 und 278 in Verbindung gebracht werden. Ein Teil des von der Pumpe 202 geförderten Strömungsmittel kann damit durch die Verbindung 284, 278 und 268 strömen. Die Kugel des Rückschlagventils 274 wird dabei von ihrem Ventilsitz abeehoben. Damit wird dieser Teil des von der Pumpe geförderten Strömungsmittels über die Drossel 219 in die Leitung 126 und durch den zweiten und ersten Logikkreis 110 und 90, die Steueröffnung 24 und die mit dem Servomotor verbundene Öffnung 20 zur Kammer 74 geleitet. Hierdurch wird die Kammer 74 durch den Steuerkreis so weit unter Druck gesetzt, daß der Lastwiderstand anfänglich überwunden wird. Gleichzeitig wirkt der in der Kammer 74 herrschende Lastdruck auf die druckbeaufschlagbaren Flächen 250 und 290 ein, so daß der Ventilschieber 230 nach links gedrückt wird und der Nebenstrom für von der Pumpe gefördertes Strömungsmittel durch die Öffnung 212 geschlossen und der von der Pumpe durch die Leitungen 208 und 214 zu der Druckzufuhröffnung 36 gelieferte Druck erhöht wird. Anfänglich erfolgt das Strömen von Strömungsmittel über den oben beschriebenen Weg und über den Steuerkreis von der Pumpe zu der mit dem Motor verbundenen öffnung 20, da der an der Einlaßöffnung 209 herrschende Druck am Anfang um einen Betrag höher ist, welcher dem Druckäquivalent der in der Rückhaltkammer 292 angeordneten Feder 294 des Nebenstromventils entspricht. Beim Strömen von Strömungsmittel in den Steuerkreis über die Drossel 219 ergibt sich ein Druckanstieg in der Kammer 292, der gleichfalls auf die druckbeaufschlagbaren Flächen 290 und 250 einwirkt, so daß der zum öffnen des Nebenwegs der Pumpe erforderliche Druck weiter erhöht wird. Das Druckäquivalent der Feder 294 des Nebenstromventils und der durch das gedrosselte Strömen durch die Drossel 219 erzeugte zusätzliche Druck führen einen konstanten Druckunterschied bzw. Druckabfall über die veränderliche Drosselstelle herbei, die in dem handbetätigten Steuerventil 12 eingestellt ist. Dadurch wird ein zwangsweises und gleichbleibendes Drosselverhalten des handbetätigten Ventilschiebers 14 zur Bewältigung einer vom Servomotor 70 angetriebenen Last herbeigeführt.

Wird der handbetätigte Ventilschieber 14 aus der zum Antrieb dienenden Arbeitslage in seine neutrale Lage zurückgebracht, so wird der Steuerkreis mit den Leitungen 126 und den Steueröffnungen 24 und 26 in der beschriebenen Weise über die Rücklauföffnungen 28 und 30 zum Tank hin entlastet. Hierdurch wird der auf die durckbeaufschlagbare Fläche 290 des Signalventils 260 einwirkende Druck abgebaut; die Feder 265 kann den Steuerkolben 262 nach rechts bewegen, wodurch die Verbindung zwischen den Kanälen 284 und 278 unterbrochen wird, so daß der Verbindungsweg für von der Pumpe in die Leitung 126 strömendes Strömungsmittel unterbrochen wird. Der dann auf die druckbeaufschlagbare Fläche 248 einwirkende Pumpendruck bewegt den Ventilschieber 230 nach rechts, so daß das gesamte von der Pumpe geförderte Strömungsmittel wieder unter stark vermindertem Druckunterschied auf einen Nebenweg zum Strömungsmittelsumpf geleitet wird. Wird der Ventilschieber 14 in seine neutrale Stellung zurückbewegt, so erlauben die Rückschlagventile 32 und 34, daß das in dem Steuerkreis befindliche Strömungsmittel so lange in Verbindung mit den mit dem Motor verbundenen Öffnungen verbleibt, bis die Steueröffnung 24 oder 26 zu ihrer zugeordneten Rücklauföffnung 28 oder 30 zum Strömungsmittelsumpf hin geöffnet wird. Dadurch wird verhindert, daß Strömungsmittel in die vorübergehend geschlossene Steueröffnung strömt. So wird vermieden, daß der in dem Steuerkreis herrschende Druck in unerwünschter Weise plötzlich ansteigt.

Aus den obigen Darlegungen ergibt sich, daß das·

Nebenstromventil 200 beim Betrieb anfänglich eine Verbindung zwischen der Pumpe 12 und dem Steuerkreis herstellt, um unter Druckanwendung zu Beginn den Lastwiderstand zu überwinden, so daß eine schnell ansprechende Anlage geschaffen wird. Das innerhalb des Nebenstromventils angeordnete Signalventil 260 sorgt zugleich im Betrieb für einen sehr geringen Bereitschalftsstellungsdruck in der Anlage, da fast das gesamte von der Pumpe geförderte Strömungsmittel über einen Nebenweg zum Strömungsmittelsumpf geführt wird, wenn sich das handbetätigte Wegeventil in seiner neutralen Stellung befindet. Wird jedoch das handbetätigte Wegeventil aus seiner neutralen Stellung heraus bewegt, so wird ein wesentlich höherer Druckunterschied über dem Nebenstromventil erzeugt wird. Dieser den Nebenstromdruck darstellende Druckunterschied ermöglicht, daß das handbetätigte Wegeventil 12 viel höhere Strömungsmitteldurchsatzraten bewerkstelligen kann, da durch den höheren Druck zusätzliches Strömungsmittel hindurchgedrückt wird. Durch den niedrigeren Druckunterschied in der neutralen Stellung werden natürlich die Energieverluste in der neutralen Stellung vermindert; die mit höheren Druckunterschieden einhergehende Wärmeentwicklungwird verhindert. '

In F i g. 2 ist eine abgeänderte Ausführungsform eines Nebenstromventils 200a dargestellt, welche dem Nebenstromventil 200 von Fig. 1 ähnelt. In Fig. 2 sind Bezugszeichen verwendet, die denjenigen des Nebenstromventils 200 entsprechen, wobei zur Unterscheidung der Buchstabe a angehängt ist. Nachstehend werden die Teile des abgewandelten Ventils nach F i g. 2 beschrieben, die sich von den schon beschriebenen Teilen unterscheiden. In der Bohrung 242a sind große, in radialer Richtung verlaufende Kanäle 400 vorgesehen, durch welche die öffnung 209a zur Zufuhr von der Pumpe geförderten Strömungsmittels mit dem Inneren der Bohrung 242a verbunden ist. Das Signalventil 260a weist einen Ventilteller 402 auf, auf dem eine druckbeaufschlagbare Fläche 290a angeordnet ist, d-irch welche sich ein zentraler Kanal 404 erstreckt. In einer Gegenbohrung 406 befindet sich eine Kugel 408, die in Anlage an einen Ventilsitz 410 gebracht werden kann, um den Kanal 404 zu verschließen. Eine zweite, in radialer Richtung verlaufende Bohrung 412 verbindet die Bohrung 240a mit der Außenseite des Bundes 236a und damit mit der öffnung 212a zur Rückführung an den Strömungsmittelsumpf, und zwar bei allen Stellungen des Ventilschiebers 230a. Der Ventilteller 402 des Signalventils trägt eine konische Oberfläche 414, die in Anlage an einen Kantenabschnitt 416 gebracht werden kann, welcher sich in dem Gebiet befindet, in dem sich die Bohrungen 242a und 240a treffen.

Das in Fig.2 dargestellte Nebenstromventil 200a arbeitet derart, daß in der neutralen Stellung des handbetätigten Wegeventils 12 der Pumpendruck über einen Nebenweg zur öffnung 212a geleitet wird, was darauf zurückzuführen ist, daß der Druck auf die druckbeaufschlagbare Fläche 248a einwirkt und den Ventilschieber 230a nach rechts bewegt. Zu gleicher Zeit strömt ein Teil des von der Pumpe geförderten Strömungsmittels in der neutralen Stellung durch den Kanal 404 des Ventiltellers 402 in die Steuerleitung 126.·;

Ό und durch den zweiten und ersten Logikkreis und die Stcjeröffnungen 24 und 26 zum Strömungsmittelsumpf. Damit wird durch das Signalventil des Nebenstromventils 200a ein neutraler Strömungsweg in der neutralen Stellung des handbetätigten Steuerventils gebildet. In dieser neutralen Stellung wird darüber hinaus der Ventilteller 402 durch die Feder 265a nach rechts bewegt, so daß die konische Oberfläche 414 vom Kantenabschnitt 416 abgehoben wird und weiteres von der Pumpe gefördertes Strömungsmittel durch die in radialer Richtung verlaufende Bohrung 412 zum Strömungsmittelsumpf strömen kann, wodurch ein weiterer neutraler Strömungsweg für von der Pumpe gefördertes Strömungsmittel gebildet wird.

Wird das handbetätigte Wegeventil 12 aus seiner neutralen Stellung heraus bewegt, so bewegt bei der Ausführungsform nach F i g. 2 der auf die druckbeaufschlagbare Fläche 290a einwirkende Anfangsdruck den Ventilteller 402 nach links, so daß die Oberfläche 414 zur Anlage an den Kantenabschnitt 416 gebracht wird und

ίο der Strömungsweg für von der Pumpe gefördertes Strömungsmittel durch die in radialer Richtung verlaufende Bohrung 412 zum Strömungsmittelsumpf geschlossen wird. Hierdurch wird der sekundäre neutrale Strömungskanal zum Strömungsmittclsumpf unterbrochen und der Ventilschieber 230a nach links bewegt, so daß das Strömen von von der Pumpe gefördertem Strömungsmittel abgedrosselt und ein vergrößerter Druckunterschied herbeigeführt wird, wobei jedoch immer noch von der Pumpe gefördertes Strömungsmittel durch den Kanal 404 und den Steuerkreis zum Servomotor geleitet wird, genauso wie beim Nebenstromventil 200.

Das Nebenstromventil 200a nach F i g. 2 erfüllt damit dieselben Funktionen wie das Nebenstromventil 200,

d. h. es ermöglicht einen niederen Bereitschaftsstellungsdruck und leitet anfänglich einen Teil des von der Pumpe geförderten Strömungsmittels durch den Steuerkreis, um den Lastwiderstand zu überwinden und eine schnell ansprechende Anlage zu schaffen. Der Hauptunterschied zwischen den Nebenstromventilen 200 und 200a liegt darin, daß das letztere 200a immer eine Einwegverbindung zwischen der Pumpe und dem Steuerkreis herstellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Nebenstromventil, das in Abhängigkeit vom Druckunterschied stromauf und stromab eines Wegeventils einer hydraulischen Servomotoranlage den von einer Pumpe geförderten Druckmittelstrom zum Tank absteuert, mit einem Schieber, der vom Druck stromauf des Wegeventils gegen den Druck einer Feder und gegen den Druck stromab des Wegeventils beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß über den Schieber (230) eine Verbindung für den stromauf des Wegeventils (12) herrschenden Druck zur die Feder (294) aufnehmenden Rückhaltekammer (292) herstellbar und in dieser Verbindung (284, 278, 268) ein zur Rückhaltekammer (292) hin öffnendes Rückschlagventil (274) angeordnet ist und daß sich an der Anschlußstelle (218) des Nebenstromventils für den Druck stromab des Wegeventils (12) eine Drossel (219) befindet.

2. Nebenstromventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial im Schieber (230) ein beweglicher Steuerkolben (262) angeordnet ist, der von einer Feder (265) auf die Rückhaltekammer (292) zu beaufschlagt ist und daß die Verbindung (284,278,268) durch Verschieben des Steuerkolbens (262) gegen den Druck der Feder (265) herstellbar ist.

3. Nebenstromventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial im Schieber (230) ein beweglicher Ventilteller (402) angeordnet ist, der von einer Feder (265a) in Richtung auf die Rückhaltekammer (292a) beaufschlagt ist, und daß durch Bewegung des Ventilteüers (402) gegen die Wirkung der Feder (265a) ein zusätzlicher Nebenweg (400, 242a, 412) für das Strömungsmittel verschließbar ist.