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Title:
CONTROL ARRANGEMENT FOR CONTROLLING A CONTROL VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/127349
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a control arrangement with a pilot aggregate (6) for controlling a control valve (2) comprising a first and a second control chamber (36, 38). The first control chamber (36) is provided for adjusting the control valve (2) in one direction and the second control chamber (38) for adjusting the control valve in the opposite direction. The control chambers (36, 38) are applied each with a pilot pressure of the pilot aggregate (6). Besides the pilot aggregate (5), the control arrangement further comprises a pilot valve (4) for applying a control chamber (36, 38) with an outlet pressure. The supply pressure of the pilot valve (4) is  hereby the pilot pressure of the pilot aggregate (6) effective in one of the control chambers (36, 38) and the output pressure of the pilot valve (4) is effective in the other control chamber (36, 38), wherein the output pressure is equal or smaller than the pilot pressure.

Inventors:
KAUSS WOLFGANG (FR)
Application Number:
PCT/EP2009/002595
Publication Date:
October 22, 2009
Filing Date:
April 08, 2009
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
KAUSS WOLFGANG (FR)
International Classes:
F15B13/042; F15B13/043; F15B20/00; F15B21/08
Foreign References:
DE102005005928A12006-06-14
EP1813821A12007-08-01
EP1691083A22006-08-16
Attorney, Agent or Firm:
THÜRER, Andreas (DE)
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Claims:

- 15 -

Ansprüche

1. Steueranordnung zur Ansteuerung eines Wegeventils (2), mit einem ersten Steuerraum (36), der zum Verstellen des Wegeventils (2) in einer Richtung über ein Vorsteueraggregat (6) mit einem Vorsteuerdruck beaufschlagbar ist, und einem zweiten Steuerraum (38), der zum Verstellen in der Gegenrichtung über das Vorsteueraggregat (6) mit einem Vorsteuerdruck beaufschlagbar ist, und mit einem Vorsteuerventil (4) zum Beaufschlagen eines Steuerraums (36, 38) mit einem Ausgangsdruck, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsdruck des Vorsteuerventils (4) der in einem der Steuerräume (36, 38) wirksame Vorsteuerdruck des Vorsteueraggregats (6) ist und im anderen Steuerraum (36, 38) der Ausgangsdruck des Vorsteuerventils (4) wirksam ist, der gleich dem oder kleiner als der Vorsteuerdruck ist.

2. Steueranordnung nach Anspruch 1 , wobei das Vorsteuerventil (4) ein elektromagnetisches Druckreduzierventil ist.

3. Steueranordnung nach Anspruch 2, wobei das Vorsteueraggregat (6) über jeweils eine Vorsteuerleitung (14, 16) mit einem Steuerraum (36, 38) des Wegeventils (2) verbunden ist und wobei über das Vorsteueraggregat (6) jeweils eine der Vorsteuerleitungen (14, 16) mit einer Steuerölzulaufleitung (12) in Steuerölverbindung bringbar und die jeweils andere Vorsteuerleitung (14, 16) zu einem Tank (18) entlastbar ist.

4. Steueranordnung nach Anspruch 2 oder 3, wobei eine Versorgungsleitung (40, 42) des Vorsteuerventil (4) mit der druckhöchsten Vorsteuerleitung (14, 16) des Vorsteueraggregats (6) in Steuerölverbindung steht, wobei die druckhöchste Vorsteuerleitung (14, 16) mit einem der Steuerräume (36, 38) des Wegeventils (2) verbunden ist, und der andere Steuerraum (36, 38) durch Verstellung des Vorsteuerventil (4) mit der Versorgungsleitung (40, 42) oder mit der druckniederen Vorsteuerleitung (14, 16) verbindbar ist.

5. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Wechselventilkaskade zum Abgreifen des höheren der Vorsteuerdrücke des Vor-

- 16 - steueraggregats (6) als Versorgungsdruck des Vorsteuerventils (4) und zum Beaufschlagen des anderen Steuerraums (36, 38) mit dem Ausgangsdruck des Vorsteuerventils (4) vorgesehen ist.

6. Steueranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei zwei Ausgangsanschlüsse (VA1 , VA2) des Vorsteueraggregats (6) jeweils an eine der Vorsteuerleitungen (14, 16) angeschlossen sind, die jeweils zu einem Eingangsan- schluss (EVW1 ) zweier Vorsteuerwechselventile (22, 24) führen, wobei ein anderer Eingangsahschluss (EVW2) der Vorsteuerwechselventile (22, 24) jeweils über Verbindungsleitungen (26, 28) und einer gemeinsamen Ausgangsleitung (30) mit einem Arbeitsanschluss (A) des Vorsteuerventils (4) verbunden ist, wobei je zwei Aus- gangsanschluss (AVW 1 , AVW2), der Vorsteuerwechselventile (22, 24) einerseits jeweils über eine Steuerleitung (32, 34) mit einem der Steuerräume (36, 38) des Wegeventils (2) und andererseits über jeweils die Versorgungsleitung (40, 42) mit jeweils einem Eingangsanschluss (EW1 , EW2) eines Versorgungswechselventils (44) verbunden sind, dessen Ausgangsanschluss mit dem Druckanschluss (P) des Vorsteuerventils (4) in Verbindung steht.

7. Steueranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das Vorsteuerventil (4) mit einem Tankanschluss (T) über eine Steuerölablaufleitung (48) mit einem Ausgangsanschluss (IA) eines inversen Wechselventils (50) verbunden ist, dessen Eingangsanschlüsse (IE1 , IE2) jeweils über eine Niederdruckleitung (52, 54) an eine der Vorsteuerleitungen (14, 1 eingeschlossen sind.

8. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Hydraulikzylinder (8) mit einem kolbenstangenseitigen Ringraum (64) mit einer Arbeitsleitung (62) und mit einem bodenseitigen Zylinderraum (62) mit einer anderen Arbeitsleitung (60) des Wegeventils (2) verbunden ist.

9. Steueranordnung nach Anspruch 8, wobei ein Mikrocontroller (10) das Vorsteuerventil (4) in Abhängigkeit von dem Verschiebeweg eines Kolbens (68) des Hydraulikzylinders (8) und/oder eines Steueröldrucks in der druckhöchsten Arbeitslei-

- 17 - tung (60, 62) zwischen dem Hydraulikzylinder (8) und dem Wegeventil (2) und/oder eines Steueröldrucks in der Druckleitung (40, 42) zum Vorsteuerventil (4) ansteuert.

10. Steueranordnung zur Ansteuerung zumindest zweier Verbraucher, denen jeweils eine Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zugeordnet ist, wobei das einem der Verbraucher zugeordnete Vorsteuerventil (98) über eine Ventilanordnung mit dem Vorsteuerdruck des dem anderen Verbraucher zugeordneten ersten Vorsteueraggregats (6) als Versorgungsdruck beaufschlagt ist.

11. Steueranordnung nach Anspruch 10, wobei die Ventilanordung zwei Verbindungswechselventile (116, 118) hat, deren Eingangsanschlüsse (VE1 , VE2) jeweils mit von den Vorsteuerleitungen (14, 16) des ersten Vorsteueraggregats abzweigenden Verbindungskanälen (104, 106) und mit Vorsteuerleitungsabschnitten (120, 122) des zweiten Vorsteueraggregats (108) verbunden sind und deren jeweiliger Ausganganschluss (VA) mit dem Eingangsanschluss (EVW1 ) der Vorsteuer- wechselventile (116, 118) und dem Eingangsanschluss (IE1 , IE2) des inversen Wechselventils (128) der Wechselventilkaskade, die dem Vorsteuerventil (100) für den einen Verbraucher zugeordnet ist, verbunden ist.

12. Steueranordnung nach Anspruch 11 , wobei im Steuerölströmungspfad zwischen dem ersten Vorsteueraggregat (6) und dem jeweiligen Verbindungswechselventil (116, 118) ein absperrbares Schaltventil (108, 110) angeordnet ist.

13. Steueranordnung nach Anspruch 12, wobei die Eingangsanschlüsse der Verbindungswechselventile (116, 118), die mit dem ersten Vorsteueraggregat (6) verbunden sind, über das Schaltventil (108, 110) mit dem Tankdruck oder mit dem Vorsteuerdruck des ersten Vorsteueraggregats (6) beaufschlagbar sind.

14. Steueranordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Vorsteuerventile (4, 100) von einem gemeinsamen MikroController (10) gesteuert sind.

Description:

Steueranordnung zur Ansteuerung eines Wegeventils

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung zur Ansteuerung eines Wegeventils gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei großen Druckmittelvolumenströmen wird für die Ansteuerung eines Wegeventils häufig ein Vorsteuerventil vorgesehen, das bei mobilen Arbeitsgeräten als mechanisch-hydraulisches Vorsteueraggregat ausgeführt sein kann. Ein derartiges Vorsteueraggregat ist zum Beispiel aus dem Datenblatt RD 64 552 der Anmelderin bekannt. Das Vorsteueraggregat hat eine Vielzahl von verstellbaren Druckreduzierventilen, die manuell mit einem Steuerhebel betätigt werden. Die Höhe des Vorsteuerdrucks ist dabei von der Lage des Steuerhebels abhängig, womit eine proportional-hydraulische Ansteuerung des Wegeventils ermöglicht ist. Ein solches Vorsteueraggregat ist hinsichtlich seines konstruktiven Aufbaus beispielsweise aus der DE 27 51 946 C2 oder aus der DE 199 49 802 A1 bekannt. Anstelle oder Alternativ zur mechanischhydraulischen Vorsteuerung des Wegeventils kann eine elektrohydraulische Vorsteuerung vorgesehen werden.

In der DE 10 2005 005 928 ist eine mechanisch-hydraulische Vorsteuerung mit einer elektro-hydraulischen Vorsteuerung eines Wegeventils kombiniert. Hierbei liegt jeweils der höchste am Vorsteueraggregat oder am elektrisch verstellbaren Vorsteuerventil eingestellte Vorsteuerdruck in einen Steuerraum des Wegeventils an. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass bei einem Fehler in der Steuerelektronik des elektrisch verstellbaren Vorsteuerventils, dieses das Wegeventil in unvorhersehbarer Weise verstellen könnte, was zu gefährlichen Situationen im Einsatz einer derartigen Steueranordnung führt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde eine Steueranordnung zu schaffen, die einfach aufgebaut und sicher einsetzbar ist.

Die Aufgabe wird durch eine Steueranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß hat eine Steueranordnung ein Vorsteueraggregat zur Ansteuerung eines Wegeventils, das einen ersten und einen zweiten Steuerraum aufweist. Der erste Steuerraum dient zum Verstellen des Wegeventils in eine Richtung und der zweite Steuerraum zum Verstellen in die Gegenrichtung, wobei einer der Steuerräume dabei mit einem Vorsteuerdruck des Vorsteueraggregats beaufschlagt ist. Neben dem Vorsteueraggregat hat die Steueranordnung noch ein Vorsteuerventil zum Beaufschlagen eines der Steuerräume mit einem Ausgangsdruck. Der Versorgungsdruck des Vorsteuerventils ist hierbei der in dem erstgenannten der Steuerräume wirksame Vorsteuerdruck des Vorsteueraggregats und der Ausgangsdruck des Vorsteuerventils ist im anderen Steuerraum wirksam, wobei der Ausgangsdruck gleich oder kleiner als der Vorsteuerdruck ist.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass das Vorsteuerventil nur in Abhängigkeit vom Vorsteuerdruck des Vorsteueraggregats aufgesteuert wird, womit beispielsweise bei einer Funktionsstörung des Vorsteuerventils das Wegeventil nicht entgegen der von dem Vorsteueraggregat vorgegebenen Richtung verschoben werden kann. Es ist hierbei höchstens eine Gleichgewichtslage des Wegeventils möglich, da der Ausgangsdruck maximal dem Vorsteuerdruck entspricht.

Das Vorsteuerventil ist vorteilhafterweise ein elektromagnetisches Druckreduzierventil, womit der in einem Steuerraum wirkende Ausgangsdruck einfach einstellbar ist.

Das Vorsteueraggregat kann ein kostengünstiges Standardbauteil sein und ist beispielsweise über jeweils eine Vorsteuerleitung mit einem Steuerraum des Wegeventils verbunden, wobei über das Vorsteueraggregat jeweils eine der Vorsteuerleitungen mit einer Steuerölzulaufleitung in Steuerölverbindung bringbar und die jeweils andere Vorsteuerleitung zu einem Tank entlastbar ist.

Eine Versorgungsleitung des Vorsteuerventil ist vorzugsweise mit der druckhöchsten Vorsteuerleitung des Vorsteuerventils in Steuerölverbindung, wobei die druckhöchste Vorsteuerleitung mit einem der Steuerräume des Wegeventils verbunden ist, und der andere Steuerraum durch Verstellung des Vorsteuerventil mit der Versorgungsleitung oder mit der druckniederen Vorsteuerleitung verbindbar ist. Das Vorsteuerventil kann somit mit in einer einfachen Anordnung mit dem Vorsteuerdruck des Vorsteueraggregats versorgt werden.

Mit einer Wechselventilkaskade ist ein einfaches Abgreifen des höheren der Vorsteuerdrücke des Vorsteueraggregats, der als Versorgungsdruck des Vorsteuerventils und zum Beaufschlagen des anderen Steuerraums mit dem Ausgangsdruck des Vorsteuerventils vorgesehen ist, ermöglicht. Hierbei sind zwei Ausgangsanschlüsse des Vorsteueraggregats vorteilhafterweise jeweils an eine der Vorsteuerleitungen angeschlossen, die jeweils zu einem Eingangsanschluss zweier Vorsteuer- wechselventile führen. Ein anderer Eingangsanschluss der Vorsteuerwechselventile ist jeweils über Verbindungsleitungen und einer gemeinsamen Ausgangsleitung mit einem Arbeitsanschluss des Vorsteuerventils verbunden. Des Weiteren ist jeweils ein Ausgangsanschluss der Vorsteuerwechselventile einerseits jeweils über eine Steuerleitung mit einem der Steuerräume des Wegeventils und andererseits über jeweils eine Versorgungsleitung mit jeweils einem Eingangsanschluss eines Versorgungswechselventils verbunden, dessen Ausgangsanschluss mit dem Druckanschluss des Vorsteuerventils in Verbindung steht.

Das Vorsteuerventil kann, zur möglichen Druckentlastung zu einem Tank, mit einem Tankanschluss über eine Tankleitung mit einem Ausgangsanschluss eines inversen Wechselventils verbunden sein, wobei die Eingangsanschlüsse des inver- sen Wechselventil jeweils über eine Niederdruckleitung an eine der Vorsteuerleitungen angeschlossen sind.

Ein Verbraucher beispielsweise in Form eines Hydraulikzylinders kann in bekannter Weise mit einem kolbenstangenseitigen Ringraum mit einer Arbeitsleitung und mit einem bodenseitigen Zylinderraum mit einer anderen Arbeitsleitung des Wegeventils verbunden sein.

Bevorzugterweise steuert ein Mikrocontroller das Vorsteuerventil in Abhängigkeit von dem Verschiebeweg eines Kolbens des Hydraulikzylinders und/oder eines Steueröldrucks in der druckhöchsten Arbeitsleitung zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Wegeventil und/oder eines Steueröldrucks in der Versorgungsleitung zum Vorsteuerventil an. Dies ist vorteilhaft, da das Wegeventil je nach Einsatzbedingungen der Steueranordnung mit einem unterschiedlichen und von einem Mikrocontroller gesteuerten Ausgangsdruck des Vorsteuerventils beaufschlagt werden und somit beispielsweise die Verstellgeschwindigkeit des Ventilschiebers des Wegeventils gesteuert werden kann. Des Weiteren ist hierdurch ein EFM (Electronic Flow Matching) möglich.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform steuert die Steueranordnung zumindest zwei Verbraucher an, denen jeweils eine Steueranordnung zugeordnet ist, wobei das einem der Verbraucher zugeordnete Vorsteuerventil über eine Ventilanordnung mit dem Vorsteuerdruck des dem anderen Verbraucher zugeordneten ersten Vorsteueraggregats als Versorgungsdruck beaufschlagt ist. Hierdurch ist es ermöglicht, dass ein Vorsteueraggregat zwei Verbraucher ansteuert.

Damit nur das erste Vorsteueraggregat beide Verbraucher ansteuern kann hat die Ventilanordung beispielsweise zwei Verbindungswechselventile, deren Eingangsanschlüsse jeweils mit von den Vorsteuerleitungen des ersten Vorsteueraggregats abzweigenden Verbindungskanälen und mit den Vorsteuerleitungen des zweiten Vorsteueraggregats verbunden sind und deren jeweiliger Ausgangsanschluss mit dem Eingangsanschluss der ersten Vorsteuerwechselventile und dem Eingangsanschluss des inversen Wechselventils der Wechselventilkaskade, die dem Vorsteuerventil für den einen Verbraucher zugeordnet ist, verbunden ist.

Im Steuerölströmungspfad zwischen dem ersten Vorsteueraggregat und dem jeweiligen Verbindungswechselventil kann ein absperrbares Schaltventil angeordnet sein, um eine Ansteuerung des anderen Verbrauchers mit dem ersten Vorsteueraggregats vorteilhafterweise regeln zu können.

Die Eingangsanschlüsse der Verbindungswechselventile, die mit dem ersten Vorsteueraggregat verbunden sind, können über das Schaltventil mit Tankdruck oder mit dem Vorsteuerdruck des ersten Vorsteueraggregats beaufschlagbar sein.

Die Vorsteuerventile werden von einem gemeinsamen MikroController gesteuert und sind somit flexibel ansteuerbar.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand sche- matischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltschema einer Steueranordnung zur Ansteuerung eines Wegeventils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 ein Schaltschema der Steueranordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt A des Schaltschemas der Steueranordnung aus Figur 2.

Figur 1 zeigt ein Schaltschema einer Steueranordnung 1 zur Ansteuerung eines Wegeventils 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Wegeventil 2 ist dabei über ein durch einen MikroController 3 angesteuertes Vorsteuerventil 4 und/oder über ein Vorsteueraggregat 6 verstellbar, wobei an das Wegeventil 2 ein Verbraucher, in Form eines Hydraulikzylinders 8 angeschlossen ist. Eine derartige Steueranordnung 1 kann beispielsweise in der Mobilhydraulik bei Baggerladern, Mini- oder Kompaktbaggern eingesetzt werden.

Bei dem Vorsteueraggregat 6 handelt es sich im Prinzip um verstellbare Druckreduzierventile, die von Hand betätigt werden. Eine detaillierte Beschreibung hierzu findet sich zum Beispiel in den Eingangs genannten Dokumenten DE 27 51 946 C2 oder

DE 199 49 802 A1. Das Vorsteueraggregat 6 hat einen Eingangsanschluss VE, an dem eine Steuerölzulaufleitung 12 angeschlossen ist, zwei Ausgangsanschlüsse VA1 , VA2, die jeweils mit einer Vorsteuerleitung 14, 16 verbunden sind und einen mit einem Tank 18 verbundenen Tankanschluss VT. Mit einem Stellhebel 20 des Vorsteueraggregats 6 ist die Steuerölzulaufleitung 12 in Steuerölverbindung mit der Vorsteuerleitung 14 oder 16 bringbar, wobei die jeweils nicht mit der Steuerölzulaufleitung 12 verbundene Vorsteuerleitung 14, 16 mit dem Tank 18 verbunden ist und wobei die Höhe des Vorsteuerdrucks in der Vorsteuerleitung 14 oder 16 abhängig von der Lage des Stellhebels 20 ist, der über die Druckreduzierventile den Versorgungsdruck in der Steuerölzulaufleitung 12 auf den benötigten Vorsteuerdruck entsprechend reduziert. Bei nicht betätigten Vorsteueraggregat, sind beide Vorsteuerleitungen 14, 16 zum Tank 18 entlastet.

Die Vorsteuerleitungen 14, 16 führen jeweils zu einem ersten Eingangsanschluss EVW1 eines Vorsteuerwechselventils 22, 24. Die Vorsteuerwechselventile 22, 24 haben einen weiteren Eingangsanschluss EVW2, an dem jeweils eine Verbindungsleitung 26, 28 angeschlossen ist, die in einer gemeinsamen mit einem Arbeitsan- schluss A des Vorsteuerventils 4 verbundenen Ausgangsleitung 30 münden. An einem Ausgangsanschluss AVW1 der Wechselventile 22, 24 zweigt jeweils eine Steuerleitung 32, 34 ab, die jeweils mit einem Steuerraum 36, 38 des Wegeventils 2 verbunden ist. über die Steuerräume 36, 38 ist ein Ventilschieber des Wegeventils 2 mit Vorsteuerdruck beaufschlagbar und dadurch verschiebbar.

Das Wegeventil 2 ist ein stetig verstellbares 3-Wegeventil, das aus seiner dargestellten Grundposition 0 über den Ventilschieber in die Richtung der Positionen a oder b verstellbar ist.

Die Vorsteuerwechselventile 22, 24 weisen einen weiteren Ausgangsanschluss AVW2 auf, an dem jeweils eine Versorgungsleitung 40, 42 eine Steuerölverbindung jeweils zu einem Eingangsanschluss EW1 , EW2 eines Versorgungswechselventils 44 herstellt. Ein Ausgangsanschluss EA1 des Versorgungswechselventils 44 ist über eine Druckleitung 46 mit einem Druckanschluss P des Vorsteuerventils 4 verbunden, womit dieses mit einem Versorgungsdruck versorgbar ist, der dem Vorsteuerdruck

des Vorsteueraggregats 6, d. h. dem größeren der Vorsteuerdrücke an den Ausgangsanschlüssen VA1 , VA2 entspricht. über die Vorsteuerwechselventile 22, 24 wird jeweils deren Eingangsanschluß EVW1 , EVW2 an dem der höchste Steueröldruck anliegt mit den beiden Ausgangsanschlüssen AVW1 , AVW2 verbunden. Entsprechendes gilt für das Versorgungswechselventil 44, auch hier wird der Eingangs- anschluss EW1 , EW2, an dem der höchste Steueröldruck wirksam ist, zu dem Aus- gangsanschluss EA1 aufgesteuert.

Eine Steuerölablaufleitung 48 verbindet einen Steuerölablaufanschluss T des Vorsteuerventils 4 mit einem Ausgangsanschluss IA eines inversen Wechselventils 50. Zwei Eingangsanschlüsse IE1 , IE2 des inversen Wechselventils 50 sind über Niederdruckleitungen 52, 54 jeweils mit einer der Vorsteuerleitungen 14, 16 in Steuerölver- bindung, wodurch der Steuerölablaufanschluss T des Vorsteuerventils 4 mit einer der Vorsteuerleitung 14, 16 in Verbindung bringbar ist. Dabei wird die Steuerölverbindung zwischen der jeweils druckniederen Niederdruckleitung 52, 54 und dem Ausgangsanschluss IS durch das inverse Wechselventil 50 geöffnet.

Das Vorsteuerventil 4 ist ein elektrohydraulisches Druckreduzierventil mit drei Anschlüssen P, A, T, wobei der am Arbeitsanschluss A des Vorsteuerventils 4 anliegende Ausgangsdruck auf einen Ventilschieber des Vorsteuerventils 4 zurückgeführt ist und gegen die Kraft eines Elektromagneten 56 wirkt. Der Ventilschieber des Vorsteuerventils 4 ist durch die Kraft einer Feder 58, welche ebenfalls entgegen den Elektromagneten 56 wirkt, in Richtung einer Position vorgespannt, in der die Verbindung zwischen der Ausgangsleitung 30 und der Steuerölablaufleitung 48 aufgesteuert ist. Bei Bestromung des Elektromagneten 56 wird der Ventilschieber in eine Richtung verschoben, in der die Ausgangsleitung 30 mit der Druckleitung 46 verbunden wird.

Im Folgenden wird die Ansteuerung des Ventilschiebers des Wegeventils 2 der Steueranordnung 1 genauer erläutert. Zur Verschiebung des Ventilschiebers des Wegeventils 2 in Richtung der Position a wird der Stellhebel 20 des Vorsteueraggregats 6 derart betätigt, dass sich ein Vorsteuerdruck in der Vorsteuerleitung 14 oder 16 einstellt, dessen Höhe abhängig von der Lage des Stellhebels 20 ist. Durch den Vor-

steuerdruck in der Vorsteuerleitung 14 ist die Verbindung über das Vorsteuerwech- selventil 22 zu der Steuerleitung 32 und der Versorgungsleitung 40 geöffnet. über die Versorgungsleitung 40, das Versorgungswechsel ventil 44 und die Druckleitung 46 liegt der Versorgungsdruck, der dem Vorsteuerdruck in der Vorsteuerleitung 14 entspricht, an dem Eingangsanschluss P des Vorsteuerventils 4 an. Der Vorsteuerdruck wird weiter von dem Vorsteuerwechselventil 22 über die Steuerleitung 32 und dem Steuerraum 36 auf den Ventilschieber des Wegeventils 2 beaufschlagt. über das Vorsteuerventil 4 wirkt ein Ausgangsdruck entgegen dem Vorsteuerdruck auf den Ventilschieber des Wegeventils 2, was im Folgenden näher erläutert ist.

Zur Einstellung des Ausgangsdrucks in der Ausgangsleitung 30 wird der Elektromagnet 56 des Vorsteuerventils 4 bestromt, so dass ein bestimmter effektiver Strom durch seine Wicklung fließt. Der Magnet übt eine von der Stromstärke abhängige Kraft auf den Ventilschieber des Vorsteuerventils 4 aus, die gegen die Kraft der Feder 58 und gegen den Ausgangsdruck in der Ausgangsleitung 30 wirkt. Dieser Ausgangsdruck steigt solange an, bis ein Kräftegleichgewicht am Ventilschieber besteht. Ist dieses Kräftegleichgewicht erreicht, so nimmt der Ventilschieber des Vorsteuerventils 4 eine Regelstellung ein, in der kleine Bewegungen nach der einen oder anderen Richtung genügen, um den Arbeitsanschluss A mit dem Druckanschluss P und/oder den Steuerölablaufanschluss T zu verbinden, der über die Steuerölablauf- leitung 48 mit der Vorsteuerleitung 16 über das inverse Wechselventil 50 und die Niederdruckleitung 54 verbunden ist und somit über das Vorsteueraggregat 6 in Steuerölverbindung mit dem Tank 18 steht. In Abhängigkeit von der Stromstärke stellt sich somit ein Ausgangsdruck in der Ausgangsleitung 30 ein, wobei dieser über die Verbindungsleitung 28, dem Vorsteuerwechselventil 24, die Steuerleitung 34 und dem Steuerraum 38 auf den Ventilschieber des Wegeventils 2 beaufschlagt ist und gegen den Vorsteuerdruck wirkt. An dem Ventilschieber des Wegeventils 2 stellt sich somit eine Druckdifferenz zwischen dem Vorsteuerdruck und dem Ausgangsdruck ein. Die Druckdifferenz ist maximal, wenn der Ausgangsdruck Null ist, wodurch der Ventilschieber des Wegeventils 2 mit maximaler Verstellgeschwindigkeit in Richtung der Position a des Wegeventils 2 verschoben wird. Wird der Ausgangsdruck über das Vorsteuerventil 4 erhöht, so sinkt die Verstellgeschwindigkeit des Ventilschiebers. Entspricht der Ausgangsdruck dem Vorsteuerdruck, so ist die Druckdifferenz Null und

somit minimal, womit der Ventilschieber des Wegeventils 2 angehalten ist. Die Verschiebung bzw. Ansteuerung des Ventilschiebers des Wegeventils 2 in die Richtung der Position b erfolgt entsprechend dem oben Erläuterten, wobei die Vorsteuerleitung 16 über das Vorsteueraggregat 6 mit Vorsteuerdruck beaufschlagt ist, während die Vorsteuerleitung 14 über das Vorsteueraggregat 6 mit dem Tank 18 verbunden ist.

Das Wegeventil 2 hat einen Arbeitsanschluss WP, einen Tankanschluss WT und zwei Ausgangsanschlüsse WA1 , WA2. Der Ausgangsanschluss WA1 ist über einen Arbeitskanal 60 mit einem bodenseitigen Zylinderraum 62 des Hydraulikzylinders 8, und der Ausgangsanschluss WA2 ist über einen Arbeitskanal 64 mit einem Ringraum 66 des Hydraulikzylinders 8 verbunden. An den Druckanschluss WP ist beispielsweise eine Pumpe zur Druckmittel Versorgung des Hydraulikzylinders 8 angeschlossen. Ein Kolben 68 des Hydraulikzylinders 8 wird verstellt, indem das Wegeventil 2 in die Positionen a oder b verschoben ist, wobei in den Positionen a der Zylinderraum 62 oder in den Positionen b der Ringraum 64 mit dem Druck an dem Druckanschluss WP beaufschlagt ist.

Der Elektromagnet 56 des Vorsteuerventils 4 wird über eine elektrische Leitung 70 durch den Mikrocontroller 3 angesteuert, so dass die Steueranordnung nach dem EFM-Prinzip (electronic flow matching) betreibbar ist. Beim EFM-Prinzip werden Ventilelemente elektrisch oder elektrohydraulisch in Abhängigkeit von, in dem Mikrocontroller 3 abgelegten, Kennlinienfeldern gesteuert. Die Eingabe der Sollwerte erfolgt dabei über einen Joystick, der von einer Bedienperson betätigt wird, um die Ausrüstung (beispielsweise Ausleger, Schaufel) eines Arbeitsgerätes im Hinblick auf die Geschwindigkeit und die Position zu steuern. Die Steuerung durch den Mikrocontroller 3 ist dabei von mehreren Eingangsgrößen abhängig. Eine Eingangsgröße ist dabei der Versorgungsdruck des Vorsteuerventils 4, der durch eine Druckmessleitung 72 an einem Ausgangsanschluss EA2 des Versorgungswechselventil 44 abgegriffen und über einen Druckaufnehmer 74 in ein elektrisches Signal 11 umgewandelt wird, das über die Signalleitung 76 zum Mikrocontroller 3 weitergeleitet wird. Eine weitere Eingangsgröße für den Mikrocontroller 10 ist der Steuerdruck des Hydraulikzylinders 8. Dieser wird über einen Ausgangsanschluss AM eines Messwechselventils 78 abgegriffen, dessen Eingangsanschlüsse EM1 und EM2 jeweils über eine Messleitung 80, 82 an die Steuerkanäle 60, 64 angeschlossen sind. Der abgegriffene Steuerdruck wird über den Ausgangsanschluss AM des Messwechselventils 78 über eine Druck-

messleitung 84 an einen weiteren Druckaufnehmer 86 geleitet, der den gemessenen Druck in ein elektrisches Signal 12 umwandelt, das über eine Signalleitung 88 zum MikroController 3 geführt wird. Eine weitere Eingangsgröße für den MikroController 3 ist der Verstellweg des Kolbens 68 von dem Hydraulikzylinder 8, der über einen Wegaufnehmer 92 und einen Wegmessumformer 94 in ein elektrisches Signal 13 umgewandelt wird und über die Signalleitung 96 zum MikroController 3 gelangt. Es ist durchaus denkbar, dass der Mikrocontroller 3 noch mit anderen Eingangsgrößen gespeist wird und so eine EFM-Steuerung zu ermöglichen, was durch die gestrichelten Linien 97 in Figur 1 angedeutet ist.

In Figur 2 ist ein Schaltschema einer Steueranordnung 1 zur Ansteuerung zweier Verbraucher über zwei Wegeventile 2, 98 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Steueranordnung 1 des ersten Ausführungsbeispiels aus Figur 1 ist in der Figur 2 im Prinzip zweifach vorhanden, wobei die Vorsteuerventile 4, 100 über einen gemeinsamen Mikrocontroller 3 gesteuert sind. Das erste Wegeventil 2, in Figur 2 links, wird über das erste Vorsteueraggregat 6 und das erste Vorsteuerventil 4 und das zweite Wegeventil 98 wird über das zweite Vorsteueraggregat 102 und das zweite Vorsteuerventil 100 wie im ersten Ausführungsbeispiel in Figur 1 verstellt. Durch die Steueranordnung 1 in Figur 2 ist das zweite Wegeventil 98 zusätzlich mit dem Vorsteuerdruck des ersten Vorsteueraggregats 6 verstellbar, was im Folgenden zusammen mit Figur 3 näher erläutert ist.

Die Figur 3 zeigt zur übersichtlicheren Darstellung einen vergrößerten Ausschnitt A der Steueranordnung 1 aus Figur 2. Verbindungskanäle 104, 106, siehe Figur 2 und 3, zweigen jeweils von dem an dem ersten Vorsteueraggregat 6 angeschlossenen Vorsteuerleitungen 14, 16 ab und sind jeweils mit dem Druckanschluss SP eines sperrbaren Schaltventils 108, 110 verbunden. Dieses Schaltventil 108, 110 ist ein elektrisch verstellbares 2-Wegeventil, das stromlos in einer federvorgespannten Grundposition 0, wie in der Figur 2 dargestellt, und bestromt in eine Arbeitsposition a bringbar ist. An einen Arbeitsanschluss SA der Schaltventile 108, 110 ist jeweils eine Verbindungsleitung 112, 114 angeschlossen, die jeweils in Steuerölverbindung zu einem Eingangsanschluss VE1 eines Verbindungswechselventils 116, 118 stehen. Ein weiterer Eingangsanschluss VE2 der Verbindungswechselventile 116, 118 steht jeweils mit einem ersten, an das Vorsteueraggregat 102 über Ausgangsanschlüsse

VA1 , VA2 angeschlossenen Vorsteuerleitungsabschnitt 120, 122 in Verbindung. Der Ausgangsanschluss VA der jeweiligen Verbindungswechselventile 116, 118 steht mit einem weiteren Vorsteuerleitungsabschnitt 124, 126 in Steuerölverbindung, der wie die Vorsteuerleitungen 14, 16 im ersten Ausfϋhrungsbeispiel in Figur 1 mit den Eingangsanschlüssen IE1 , IE2 eines inversen Wechselventil 128 und mit den Eingangsanschlüssen EVW1 , EVW2 eines Vorsteuerwechselventil 130, 132 verbunden ist. Das Schaltventil 108, 110 ist mit einem Tank 18 über den Tankanschluss ST verbunden.

In der federvorgespannten Grundposition 0 der Schaltventile 108, 110, die über den MikroController 3 verstellt werden, ist jeweils die Verbindung zwischen den Verbindungsleitungen 112, 114 und dem Tank 18 und in den Arbeitspositionen a die Verbindung zwischen den Verbindungskanälen 104, 106 und den Verbindungsleitungen 112, 114 geöffnet. Die Wegeventile 2, 98 werden jeweils über das entsprechende Vorsteueraggregat 6, 102 und die Vorsteuerventile 4, 100, wie beim ersten Ausführungsbeispiel in Figur 1 beschrieben, betätigt.

Zur Verstellung des zweiten Wegeventils 98 über das erste Vorsteueraggregat 6 wird das Schaltventil 108, 110, das mit der vorsteuerdruckbeaufschlagten Vorsteuerleitung 14, 16 in Verbindung steht, in die Arbeitsposition a geöffnet, zum Beispiel durch Ansteuerung über den Mikrocontroller 3. Es wird im Folgenden zur Erklärung angenommen, dass die Vorsteuerleitung 16 über das Vorsteueraggregat 6 mit Vorsteuerdruck beaufschlagt ist, womit das Schaltventil 108 in Richtung der Arbeitspositionen a geschaltet ist. Der Vorsteuerdruck wird über den Verbindungskanal 104 und das Schaltventil 108 zur Verbindungsleitung 112 weitergeleitet, das an das Verbindungswechselventil angeschlossen ist. Dieses schließt die Verbindung zum Vorsteuerleitungsabschnitt 120 ab und öffnet eine Steuerölverbindung zum zweiten Vorsteuerleitungsabschnitt 124. Der Vorsteuerdruck wird dann über das Vorsteuerwechselventil 130 zum einen über die Steuerleitung 134 auf den Ventilschieber des Wegeventils 98 beaufschlagt und zum anderen über die Versorgungsleitung 136, dem Versorgungswechselventil 138 und der Druckleitung 140 an das Vorsteuerventil 100 als Versorgungsdruck weitergeleitet. über das Vorsteuerventil 100 kann wie beim ersten Ausführungsbeispiel aus Figur 1 der Ventilschieber des Wegeventils 98 entgegen den

Vorsteuerdruck mit einen Ausgangsdruck beaufschlagt werden. Der Vorsteuerdruck des Vorsteueraggregats 6 dient außerdem wie im ersten Ausführungsbeispiel in Figur 1 zur Ansteuerung des Wegeventils 2.

Um den Ventilschieber des Wegeventils 98 durch das Vorsteueraggregat 6 in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen, wird der Vorsteuerdruck in der Vorsteuerleitung 14 entsprechend, wie beim oben beschriebenen Schaltventil 108, über das Schaltventil 110 zum Wegeventil 98 und zum Vorsteuerventil 100 weitergeleitet.

Die Beaufschlagung des Wegeventils 98 mit dem ersten Vorsteuerdruck des ersten Vorsteueraggregats 6 wird unterbrochen, falls das Schaltventil 108, 110 geschlossen wird, was in Abhängigkeit von bestimmten Parametern über den Mikrocontroller 3 steuerbar ist, oder das zweite Vorsteueraggregat 106 betätigt wird und der zweite Vorsteuerdruck höher als der erste ist. Hierbei wird der Eingangsanschluss VE1 des Verbindungswechselventil 116, 118 verschlossen und die Verbindung zwischen dem ersten Vorsteuerleitungsabschnitt 120, 122 und dem zweiten Vorsteuerleitungsab- schnitt 124, 126 hergestellt.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen in den Figuren 1 und 2 ist eine Steueranordnung 1 gezeigt, bei der die Wegeventile 2, 98 über die Vorsteueraggregate 6, 106 hydraulisch verstellt werden. Diese Verstellung ist durch die elektrohyd- raulischen Vorsteuerventile 4, 100 über den Mikrocontroller 3 beeinflussbar (EFM). Ist die elektrohydraulische Steuerung gestört oder fehlerhaft, so entspricht der Ausgangsdruck der Vorsteuerventile 4, 100 der auf die Ventilschieber der Wegeventile 2, 98 wirkt höchstens dem Vorsteuerdruck, wodurch die Druckdifferenz höchsten Null wird und sich die Ventilschieber im Gleichgewicht gehalten werden. Hierdurch ist die Steueranordnung 1 äußerst sicher, da selbst bei einer elektronischen Störung die Ventilschieber der Wegeventile 2, 98 nicht in eine andere als von den Vorsteueraggregaten 6, 106 vorgegebene Position bringbar sind.

Offenbart ist eine Steueranordnung mit einem Vorsteueraggregat zur Ansteuerung eines Wegeventils, das einen ersten und einen zweiten Steuerraum hat. Der erste Steuerraum dient zum Verstellen des Wegeventils in eine Richtung und der

zweite Steuerraum zum Verstellen in die Gegenrichtung, wobei die Steuerräume dabei jeweils mit einem Vorsteuerdruck des Vorsteueraggregats beaufschlagt sind. Neben dem Vorsteueraggregat hat die Steueranordnung noch ein Vorsteuerventil zum Beaufschlagen eines Steuerraums mit einem Ausgangsdruck. Der Versorgungsdruck des Vorsteuerventils ist hierbei der in einem der Steuerräume wirksame Vorsteuerdruck des Vorsteueraggregats und der Ausgangsdruck des Vorsteuerventils ist im anderen Steuerraum wirksam, wobei der Ausgangsdruck gleich oder kleiner als der Vorsteuerdruck ist.