Hydraulisches Nachlauf-Regelventil

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Nachlauf-Regelvent zur Steuerung des Bewegungsablaufes eines mittels eines Hyd Zylinders antreibbaren Maschinenelements, mit mindestens zw mechanisch betätigbaren, in einem Gehäuse angeordneten Durc flußventilen, die durch Hin- und Her-Bewegungen eines Betät gungsgliedes, in den Bewegungsrichtungen gesehen alternativ eine Durchfluß- und eine Sperrstellung steuerbar sind und e neutrale Mittelstellung haben, in der beide Ventile gesperr sind und mit den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruc genannten, gattungsbesti menden Merkmalen.

Derartige Nachlauf-Regelventile sind durch die DE-PS 20 62 1 sowie durch die DE-OS 29 10 530 bekannt. Sie sind mit einer elektromechanischen Sollwert-Vorgabe-Einrichtung und einer mechanischen Istwert-Rückmeldeeinrichtung zur Vorgabe bzw. Überwachung der Soll- und Istwerte der Momentanposition der Kolben des Antriebs-Hydrozylinders ausgerüstet, wobei die Sollwert-Vorgabeeinrichtung eine im Gehäuse des Ventils dreh bar und in Längsrichtung hin- und her-verschiebbar angeordne Hohlwelle umfaßt, die mittels eines zum Zweck der Sollwert- Einsteuerung vorgesehenen Elektromotors in eine mit dem je¬ weiligen Sollwert korrelierte Anzahl von Umdrehungen versetz bar ist; die Istwert-Rückmeldeeinrichtung umfaßt eine über e Außengewinde mit einem Innengewinde der Hohlwelle kämmende Rückmelde-Spindel, die mit dem Kolben des Antriebs-Hydro¬ zylinders formschlüssig bewegungsgekoppelt ist, entweder - b starrer Verbindung mit dem Kolben - derart, daß sie dessen Verschiebungen mit ausführt, oder - bei rotatorischer Bewegu kopplung mit dem Kolben - derart, daß sie eine mit den Kolbe

bewegungen korrelierte Anzahl von Drehungen ausführt, wobei das Ventil-Betätigungsglied in axialer Richtung dieselben Verschiebungen erfährt," die die Sollwert-Vorgabewelle, welche drehbar in dem Ventil-Betätigungsglied gelagert ist, das je¬ doch gegen Drehungen im Gehäuse gesichert ist. Das Gehäuse, i das die zu den einzelnen Durchflußventilen führenden P- und T-Versorgungsanschlußkanäle sowie die von den Ventilen zu dem gesteuerten Hydro-Zylinder führenden Verbraucher- Anschlußkanäle integriert sind, ist bislang als Aluminium- Druckgußteil realisiert, in das die Ventileinsätze sowie die Sollwert-Vorgabe-Hohlwelle und die Istwert-Rückmeldespindel aufnehmende Bohrungen eingebracht sind sowie der Aufnahmeraum für das Ventil-Betätigungsglied, das gleichsam zwischen den Ventileinsätzen angeordnet ist und diese mit einem radial abstehenden Betätigungsglied betätigt.

Nachteilig an derartig gestalteten Nachlauf-Regelventilen ist insbesondere der komplizierte und mit erheblichem Raumbedarf behaftete Aufbau des Gehäuses, dessen Realisierung einen kompliziert gestalteten Gußkern erfordert, der aufwendig und teuer ist. Das aus Aluminium bestehende Gehäuse muß auch sehr massiv ausgeführt sein, um die erforderliche Dichtigkeit gegen das unter hohem Druck stehende Arbeits¬ medium - Drucköl - zu erzielen, das unter Arbeitsdrücken bis zu 200 Bar steht. An die Qualität des Guß-Gehäuses sind daher hohe Anforderungen zu stellen, und es zeigt sich nicht selten erst bei der abschließenden Fertigungskontrolle am fertigen Nachlauf-Regelventil, daß das Gehäuse porös ist und daher verworfen werden muß, was natürlich mit zusätz¬ lichen Kosten verbunden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Nachlauf-Regelventil der eingangs genannten Art zu schaffen, _. das ohne Einbuße der RegeIgenauigkeit und Funktionszuverlässigke

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mit wesentlich geringeren äußeren Abmessungen realisierbar i und auch einer einfachen und rationellen Fertigung in Stahlb weise zugänglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnen Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Hierdurch werden zumindest die folgenden Vorteile erzielt: Die Anordnung der Anschlagelemente des Ventil-Betätigungs¬ gliedes außerhalb der Ventilbohrungen reduziert den Raumbe¬ darf in radialer Richtung, wodurch der Raumbedarf für das Nachlauf-Regelventil insgesamt deutlich reduziert wird. Die kreiszylindrische Ausbildung des Kerns des Ventilge¬ häuses und seines Außenmantels ermöglicht eine Fertigung dieser Teile als Drehteile aus Stahl, die auf gängigen Werkzeugmaschinen mit hoher Präzision in einfachen Arbeits- •gangen gefertigt werden können.

Es kann in einer Bohrung eines Maschinenteils, deren Durch¬ messer dem Außendurchmesser des Gehäusemantels entspricht, eingesetzt werden, wobei Versorgungs- und Verbraucher- anschlüsse an dem Maschinen-Gehäuseteil vorgesehen sind.

Das erfindungsgemäße Nachlauf-Regelventil eignet sich sowohl für die Steuerung von Linearantrieben als auch für die Steuerung von Rotationsantrieben, die in einer bestimmten Drehrichtung gesehen eine Vielzahl von Umdrehungen aus¬ führen können, als auch für die Steuerung von Schwenkan¬ trieben mit einem begrenzten Schwenkhub, wobei für die Steuerung von rotatorischen Antrieben eine Gestaltung des Regelventils besonders vorteilhaft ist, bei der die Rück¬ meldeeinrichtung eine drehfest mit dem drehbar oder schwenk¬ bar angetriebenen Teil verbundene Rückmeldespindel hat.

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In dieser letztgenannten Gestaltung eignet sich das er¬ findungsgemäße Nachlauf-Regelventil insbesondere zur Steuerung von hydraulischen Schwenkantrieben von mehr¬ gelenkigen Industrierobotern, in deren Antriebs-Gelenk¬ wellen das Nachlauf-Regelventil ohne weiteres unterge¬ bracht werden kann.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen niedergelegt und ergeben sich im übrigen aus der nachfolgenden Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig.1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungs- gemäßen Nachlauf-Regelventils mit insgesamt 4, in Bohrungen eines zylindrischen Gehäusekerns angeordneten Durchfluß-Ventilen zur Steuerung der Vorschub- und Rückzugsbewegungen eines doppelt wirkenden hydraulischen Linearmotors, im Schnitt längs der Ebene der zentralen Achsen der Gehäuse- bohrunge ,

Fig.2 das Nachlauf-Regelventil gemäß Figur 1 im Schnitt längs der Ebene II-II der Figur 1 ,

Fig.3 eine Schaltsymbol-Darstellung der Anordnung ge¬ mäß Figur 1 ,

Fig.4a eine Ansicht des Kerns des Ventilgehäuses in einer Ansicht in Richtung des Pfeils IV der Figur 1 ,

Fig. b eine Ansicht des Kerns in der zur Ebene der Figur 1 senkrechten Richtung,

Fig.5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin¬ dungsgemäßen Nachlauf-Regelventils zur Steuerung eines hydraulischen Schwenkantriebes oder eines Drehantriebes, am Beispiel der Steuerung eines Schwenkantriebes, in einer der Figur 1 ent¬ sprechenden Längsschnitt-Darstellung und

Fig.6 eine Teilansicht des Schwenkantriebes gemäß

Figur 5 in Richtung des Pfeils VI der Figur 5, in vereinfachter, schematischer Darstellung.

Das in den Figuren 1 und 2, uf deren Einzelheiten ausdrück¬ lich verwiesen sei, dargestellte, spezielle ^A usführungs- beispiel eines erfindungsgemäßen, insgesamt mit 10 bezeich¬ neten Nachlauf-Regelventils ist, wie ergänzend in der _S ym _b oldarstellung der Figur 3 veranschaulicht, als ein 4/3_Wege-Ventil ausgebildet, mittels dessen die in alter ^¬ nativen, durch die Pfeile 11 und 12 repräsentierten Rich ^¬ tungen erfolgenden _V orschub- und Rückzugs-Bewegungen des Kolbens 13 eines doppelt wirkenden Hydrozylinders ^. 14 bzw. eines durch diesen angetriebenen, nicht dargestellten Maschinenelements sowohl hinsichtlich der Größe der je ^¬ weiligen ₍ Vorschub- und Rückzugs- ⁾ Hübe als auch hinsicht ^¬ lich der Geschwindigkeiten, mit denen diese Hübe erfolgen, steuerbar sind. Das angetriebene Maschinenelement kann beispielsweise ein Bohrkopf sein, mit dem eine Bohrung mit einer bestimmten Tiefe in ein Werkstück eingebracht werden soll, oder ein Stanz- bzw. ein Preßwerkzeug, generell ein Maschinenelement, das im Verlauf eines Arbeitszyklus einen Arbeitshub ^' in Vorwärtsrichtung und anschließend einen Rückzugshub in seine Ausgangslage erfährt. Das Nachlauf-Regelventil 10 ist auch für einen Einsatz an CNC-gesteuerten Werkzeugmaschinen geeignet, bei denen aus einer Überlagerung von Werkstück- und Werkzeugbewegungen in einem Arbeitszyklus detailreiche Bearbeitungsbahnen durchlaufen werden, wobei im ^V erlauf eines solchen Arbeitszyklus das Werkstück mehrere Vor- und Rückwärtsbewegungen.mit unterschiedlichen Auslenkungen erfährt, bevor es wieder in eine für die Durchführung eines nachfolgenden Arbeitszyklus geeignete Ausgangsposition gebracht wird.

Ers

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Das Nachlauf-Regelventil 10 umfaßt als Ventilelemente, die jeweils nur einen Verbraucheranschluß 16 (A-Anschluß) bzw. 17 (B-Anschluß) mit einem der beiden Versorgungsanschlüsse, das heißt dem Hochdruck-Anschluß (P-Anschluß) 18 bzw. dem Tank-Anschluß (T-Anschluß) 19 kommunizierend verbinden bzw. gegen diesen absperren.

Diese Ventilelemente sind beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel als Schieber-Ventile 21, 22, 23 und 24 ausgebildet, deren Kolben 26 bis 29 in zwei parallelen Längsbohrungen 31 und 32 des insgesamt mit 33 bezeichneten Ventilgehäuses, in Richtung der zentralen Bohrungs-Achsen 3 bzw. 36, gesehen, hin- und her-verschiebbar angeordnet und gegen diese Bohrungen 31 bzw. 32 abgedichtet sind.

Der Kolben 26 des Schieberventils 21 , das in seinen ver¬ schiedenen Funktionsstellungen den Verbraucheranschluß 16 entweder gegen den P-Versorgungsanschluß 18 absperrt oder diesen mit dem Verbraucheranschluß 16 kommunizierend ver¬ bindet, und der Kolben 27 des Schieberventils 22, das in seinen verschiedenen Funktionsstellungen den Verbraucher- Anschluß 17 entweder gegen den P-Versorgungsanschluß 18 absperrt oder diesen kommunizierend mit dem Verbraucher- Anschluß 17 verbindet, sind in der einen, in der Darstellung der Figur 1 oberen Längsbohrung 31 des Ventilgehäuses, einan der gegenüberliegend angeordnet.

Der Kolben 28 des Schieberventils 23, das in seinen ver¬ schiedenen möglichen Funktionsstellungen entweder den Verbraucher-Anschluß 16 gegen den Tank-Anschluß 19 absperrt oder diesen kommunizierend mit dem Versorgungsanschluß 16 verbindet, und der Kolben 29 des Schieberventils 24, das in seinen beiden verschiedenen Funktionsstellungen entweder den Verbraucheranschluß 17 gegen den Tank-Anschluß 19 ab-

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sperrt oder ebenfalls diesen kommunizierend mit dem Ver¬ braucheranschluß 17 verbindet, sind in der zweiten, in der Darstellung der Figur -1 unteren, Längsbohrung 32 des Ge¬ häuses 33 des Nachlauf-Regelventils 10 angeordnet. Die Ventilkolben 26 bis 29 sind zwischen Anschlagringen 37 und 38 eingespannt gehalten, wobei zwischen den Kolben 26 und und den Kolben 28 und 29 je eine vorgespannte Druckfeder 3 bzw. 41 angeordnet ist, die die Kolben 26 und 27 bzw. 28 u 29 in Anlage mit Anschlagkugeln 42 der Anschlagringe 37 un 38 gedrängt werden. Diese Anschlagkugeln sitzen in kugel- schalenförmigen Vertiefungen von Stellschrauben 43 und 44 bzw. 46 und 47, mittels derer die Positionen der Kolben 26 und 27 bzw. 28 und 29 definiert einstellbar sind, und zwar für jedes der Ventile 21 bis 24 einzeln.

Die die beiden Ventilkolben 26 und 27 aufnehmende Bohrung und die die beiden Ventilkolben 28 und 29 aufnehmende Boh¬ rung 32 des Ventilgehäuses 33 sind in einen zylindrischen Kern 48 des Ventilgehäuses eingebracht, das als weiteres Gehäuseteil einen rohrförmigen Mantel 49 umfaßt, der zur festen und druckdichten Verbindung mit dem Kern 48 auf die thermisch aufgeschrumpft ist.

Der zylindrische Kern 48 und der rohrförmige Mantel 49, di vorzugsweise aus demselben Stahl bestehen, werden so gefer tigt, daß der Innendurchmesser des rohrförmigen Mantels 49 um etwa 2/100 mm kleiner ist als der Außendurchmesser des zylindrischen Kerns 48, dies dann, wenn sich die beiden Teile auf gleicher Temperatur, z.B. Zimmertemperatur, das heißt einer Temperatur von etwa 300 °C befinden.

Vor dem Zusammenfügen der beiden Teile 48 und 49 wird der rohrförmige Mantel 49 auf eine Temperatur von etwa 200 °C, das heißt auf eine Temperatur von 500 °C erwärmt und der zylindrische Kern 48 auf die Temperatur der flüssigen Luft

von etwa - 175 °C, das heißt auf eine Temperatur von etwa 100 °K abgekühlt, wodurch eine Vergrößerung des Durch¬ messers des rohrförmigen Mantels, verglichen mit dem Wert von beispielsweise 30 mm bei Zimmertemperatur, um ca. 1/100 mm und eine entsprechende Verringerung des Durch¬ messers des zylindrischen Kerns 48 um etwa 2/100 mm er¬ zielt werden. In diesen, mit drastisch verschiedenen Tempe¬ raturen verknüpften Zuständen der beiden Gehäuseteile 48 und 49, in denen der Innendurchmesser des Gehäusemantels 49 um ca. 3/100 mm größer ist als der Außendurchmesser des Gehäusekerns 48, kann der Kern 48 leicht gängig in seine Soll-Position innerhalb des Mantels 49 gebracht und z.B. mittels geeigneter Anschlagmittel gehalten werden. Sobald die beiden Teile wieder auf gleiche - Zimmertemperatur - gelangt sind, ist auch eine innige und belastungsfeste Verbindung zwischen diesen beiden Gehäuseteilen 48 und 49 erzielt, die ohne Zerstörung des Gehäusemantels 49 und/oder des Gehäusekerns 48 nicht mehr gelöst werden kann.

Durch diese Bauweise des Ventilgehäuses 33 ist es auf ein¬ fache Weise möglich, im Gehäuse verlaufende Kanäle 51 und 5 mit denen der P-Versorgungsanschluß 18 bzw. der Tank- Anschluß 19 in kommunizierender Verbindung steht, durch Außennuten 51* und 52 ¹ (Figuren 4a und 4b) des Gehäuse¬ kerns 48 und die diese abdeckenden Bereiche des rohr¬ förmigen Mantels 49 zu realisieren, der seinerseits mit den Anschlußbohrungen 18 und 19 versehen ist. Dasselbe gilt für einen ersten Gehäusekanal 53, der den Ausgang 54 des, gemäß Figur 1 linken unteren, Ventils 23 mit dem A-Verbraucheranschluß 16 verbindet und durch eine in der Darstellung der Figur 4b Z-förmige Nut 53' und die diese abdeckenden Bereiche des Gehäusemantels 49 gebildet ist, sowie für den Gehäusekanal 56, der den Ausgang 57 des gemäß Figur 1 rechten unteren, Ventils 24 mit dem B-Ver- braucheranschluß 17 des Nachlauf-Regelventils 10 verbindet

und ebenfalls durch eine Z-fδrmige Außennut 56" des Ge¬ häusekerns 48 und diese Nut 56' abdeckende Bereiche des Mantels 49 begrenzt ist. Die die Versorgungs-Eingänge 58 und 59 sowie 61 und 62 der Ventile 21 und 22 bzw. der Ventile 23 und 24 bildenden Öffnungen sind als Radial¬ bohrungen des Kerns 48 ausgebildet, die in symmetrischer Anordnung bezüglich der Quermittelebene 63 des Kerns 4.8 innerhalb der den P-Kanal 51 und den T-Kanal 52 begrenzenden Nuten 51* bzw. 52' angeordnet sind und in die Längs¬ bohrungen 31 bzw. 32 münden..

Auch die Verbraucherseitigen Ausgänge 64 und 66 bzw. 54 und 57 der Ventile 21 und 22 bzw. 23 und 24 können, wie in der Figur 1 dargestellt, als radiale Bohrungen des Gehäusekerns 48 ausgebildet sein, wobei die Ausgänge 64 und 54 des gemäß Figur 1 rechten oberen Ventils 21 bzw. des linken unteren Ventils 23 in den Z-förmigen Gehäuse¬ kanal 53 und die Ausgänge 66 und 57 der beiden anderen Ventile 22 bzw. 24 in den anderen Z-förmigen Kanal 56 des Gehäuses 48, 49 münden. Eine derartige Ausbildung der Ventilausgänge 64, 66,: 54 und 57 sei zunächst, zum Zweck- der Erläuterung, ^• vorausgesetzt, bevor anhand der Figuren 2, 4a und 4b auf eine weitere Art der Gestaltung dieser Ventilausgänge eingegangen werden wird.

Die Kolben 26 bis 29 der Schieberventile 21 bis 24 sind untereinander identisch ausgebildet. Sie haben, in der Anordnung der Figur 1 gesehen, je einen aus der jeweiligen Bohrung 31 bzw. 32 herausragenden ersten, äußeren Kolben¬ flansch 67 und einen zweiten, inneren Kolbenflansch 68, die durch eine Kolbenstange 69 geringeren Durchmessers miteinander verbunden sind. Durch die inneren kreisring¬ förmigen Stirnflächen 71 und 72 der Kolbenflansche 67 und 68 sind Ringräume 73 und 74, sowie 76 und 77 der

Ersat∑blatt

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Ventile 21 und 22 bzw. 23 und 24 in axialer Richtung be¬ grenzt. Diese Ringräume 73 und 74 bzw. 76 und 77 sind in den möglichen Positionen der Kolben 26 bis 29 ständig in kommunizierender Verbindung mit dem P-Versorgungsan¬ schluß 18 bzw. dem Tank-Anschluß 19.

In der dargestellten, bezüglich der Quermittelebene 63 des Gehäuses 33 des Ventils 10 symmetrischen Position der Kol- ben 26 bis 29 befindet sich das Ventil in seiner Grund¬ stellung 0, in welcher diese Ringräume 73 und 74 bzw. 76 und 77 gegen die Verbraucher-Anschlüsse 16 und 17 abge¬ sperrt sind, das ^' heißt durch äußere periphere Bereiche der äußeren Ränder der inneren Ringstirnflächen 72 der äußeren Kolbenflansche 67 gebildete Steuerkanten 78 und 79 bzw. 81 und 82 sich in positiver Überlappung mit gehäuseseitigen Steuerkanten 83 und 84 bzw. 86 und 87 befinden, die, je¬ weils von der Quermittelebene 63 des Gehäuses aus gesehen, die innersten Ränder der Ventilausgänge 64 und 66 bzw. 54 und 57 der Ventile 21 und 22 bzw. 23 und 24 markieren. Unt "positiver Überlappung" soll die - kurze - Strecke ver¬ standen sein, die einer der Ventilkolben aus seiner - darg stellten - Grundstellung heraus verschoben werden muß, bis sein Ringraum in kommunizierende Verbindung mit dem je¬ weiligen Ventilausgang gelangt. Dementsprechend soll unter "negativer Überlappung" zweier Steuerkanten der axiale lichte Abstand dieser Steuerkanten verstanden sein, wenn der jeweilige Ventil-Ringraum in kommunizierender Verbindu mit dem jeweiligen Ventilausgang steht.

Der Kern 48 des Gehäuses 33 des Ventils 10 hat eine zentral Längsbohrung 88, die sich entlang der zentralen Längsachse des Ventilgehäuses 33 erstreckt.

In dieser zentralen Längsbohrung 88 ist eine Hohlwelle 91 drehbar und in axialer Richtung hin- und her-verschiebbar gelagert, die durch den -Kern 48 des Gehäuses 33 vollständig hindurchtritt und an ihrem einen, gemäß Figur 1 linken, aus dem Kern herausragenden Ende mit einem radialen Flansch 92 versehen ist, an dem der eine, gemäß Figur 1 linke, ring¬ förmige Anschlagflansch 37 über ein Axialkugellager 93 in axialer Richtung abgestützt ist, so daß sich die Hohlwelle 91 mit geringer Reibung gegenüber dem Anschlagring 37 drehen kann. Von der dem radialen Flansch 92 gegenüberliegenden Seite her ist auf die Hohlwelle 91 ein Flanschring 94 auf¬ gesteckt und mittels eines Sprengringes 96 gegen axiale Verrückung nach außen, das heißt gemäß Figur 1 nach rechts, gesichert. Die Hohlwelle 91 ist mittels eines zwischen diesem Flanschring 94 und dem rechten Anschlagring 38 angeordneten, dem Axialkugellager 93 funktionell entsprechenden Kugel¬ lager 97 in axialer Richtung an dem Anschlagring 38 abge- ^" stützt und drehbar gelagert.

Der axiale Abstand des radialen Flansches 92 der Hohlwelle 91 von dem Flanschring 94 ist so gewählt, daß sich in einer mittleren Stellung der Stellschrauben 43, 44 sowie 46 und 47 der Anschlagringe 37 und 38 die zwischen diesen einge¬ spannten Kolben 21 und 22 bzw. 23 und 24 in Positionen befinden, in denen der axiale Abstand ihrer Steuerkanten 78 und 79 bzw. 81 und 82 denselben axialen Abstand voneinander haben, wie die mit diesen korrespondierenden Steuerkanten 83 und 84 bzw. 86 und 87 des Kerns 48 des Gehäuses 33, wobei die Kolben 21 und 22 bzw. 23 und 24 weiter - mittels der Stellschrauben 43 und 44 bzw. 46 und 47 - so eingestellt sein sollen, daß sie symmetrisch bezüglich der zwischen den Längsbohrungen 31 und 32 verlaufenden Längsmittelebene 98 der Kolbenanordnung 21, 22, 23, 24 angeordnet sind. Ist mit dieser Einstellung der Kolben 21 bis 24 die Hohlwelle 91

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in diejenige Stellung verschoben, in welcher die Quermitt ebene 63 ^J der. Kolbenanordnung 21, 22, 23, 24 mit der Quer mittelebene 63 des Kerns 48 des Gehäuses 33 zusammenfällt, so befinden sich sämtliche Ventile 21 bis 24 in ihrer SperrStellung, die der in der Figur 3 mit 0 bezeichneten Grundstellung des Nachlauf-Regelventils 10 entspricht. Wenn die Hohlwelle 91 und mit dieser die Kolben 26 bis 29 der Ventile 21 bis 24 in Richtung des Pfeils 99, in der Darstellung der Figur 1 nach rechts, verschoben werden, so gelangt das Nachlauf-Regelventil in die in der Figur 3 mit I bezeichnete, erste Durchflußstellung , in welcher di Überlappung der Steuerkanten 78 und 82 der Kolben 26 und 2 der "rechten" Ventile 21 und 24 mit den korrespondierende Steuerkanten 83 und 87 des Kerns 48 des Ventilgehäuses 33 negativ und die Überlappung der Steuerkanten 79 und 81 der Kolben 27 und 28 der "linken" Ventile 22 und 23 des Nach¬ lauf-Regelventils 10 mit den korrespondierenden Steuer¬ kanten 84 und 86 positiv sind. In dieser Stellung I des Nachlauf-Regelventils 10 sind der gemäß Figur 1 obere Arbeitsraum 101 des Antriebs-Hydroz linders 14 mit dem P-Versorgungsanschluß 18 und der gemäß der Figur 1 untere Arbeitsraum 102 des Antriebs-Hydroz linders 14 mit dem Tank-Anschluß 19 des Nachlauf-Regelventils 10 kommuniziere verbunden, das heißt, es ist der die größere Querschnitts- flache F_. aufweisende Arbeitsraum 101 mit dem hohen Aus¬ gangsdruck der Versorgungs-Druckquelle beaufschlagt und der die kleinere, ringscheibenförmige Querschnittsfläche F aufweisende Arbeitsraum 102 des Hydrozylinders 14 druck¬ entlastet, so daß sich der Kolben 13 des Hydroz linders 14 in Richtung des Pfeils 11, gemäß Figur 1 nach unten, beweg wobei der Hydrozylinder 14 seine Vorschub-Bewegung bezügli eines zu bearbeitenden Werkstückes ausführt. Wird die Hohl welle 91 aus der Grundstellung 0 des Nachlauf-Regel¬ ventils 10 heraus in Richtung des Pfeils 103, gemäß Figur

nach links, bewegt, so gelangt das Nachlauf-Regelventil in die in der Figur 3 mit II bezeichnete, zweite Durchflu߬ stellung, in welcher nunmehr, in vorstehend erläutertem Sinne, die Überlappung"der Steuerkanten 79 und 81 der Kolben 27 und 28 der "linken" Ventile 22 und 23 des Nach¬ lauf-Regelventils 10 mit den korrespondierenden Steuer¬ kanten 84 und 86 des Kerns 48 des Gehäuses 33 negativ und die Überlappung der Steuerkanten 78 und 82 der Kolben 26 und 29 der "rechten" Ventile 21 und 24 mit den korres¬ pondierenden Steuerkanten 83 und 87 positiv sind.

In dieser Stellung II des Nachlauf-Regelventils 10 ist der untere Arbeitsraum 102 des Hydrozylinders 14 mit dem hohen Ausgangsdruck der Versorgungsdruckquelle beaufschlagt und der obere Arbeitsraum 101 druckentlastet, das heißt der Kolben 13 des Hydrozylinders 14 bewegt sich in Richtung des Pfeils 12, gemäß Figur 1 nach oben, wobei der Hydro¬ zylinder 14 eine Rückzugs-Bewegung ausführt.

Die für die zweckgerechte Ansteuerung des Antriebs- Hydrozylinders 14 erforderlichen Auslenkungen der Ventil¬ kolben 21 bis 24 werden durch das Zusammenwirken der Hohlwelle 91, die mittels eines impulsgesteuerten, elektrischen Schrittmotors 104 in alternativen Dreh¬ richtungen, die durch die Pfeile 129 und 134 repräsentiert sind, antreibbar ist, mit einer von der einen,- gemäß Figur 1 linken, Seite her in die Hohlwelle eintretenden Gewindespindel 108 zustande, die ein Außengewinde 109 hat, dessen Gewindegänge über Kugeln 111 mit einem entsprechenden Innengewinde 112 der Hohlwelle 91 in formschlüssigem Ein¬ griff stehen.

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Die Gewindespindel 108 ist gehäuseseitig in einem im wesen lichen topfförmigen Gehäuse-Abschlußteil 113, in axialer Richtung jedoch nicht verschiebbar gelagert. Ein aus dem G häuse-Abschlußteil stirnseitig herausragendes Ritzel 114 i über ein Kupplungsstück 116 drehfest mit der Gewindespinde verbunden und kämmt mit einer Zahnstange 117, welche mit de Kolbenstange 118 des Kolbens 13 des Antriebs-Zylinders 14 fest verbunden ist und daher dieselben Bewegungen ausführt wie dieser.

An der gegenüberliegenden Seite ist das Gehäuse 33 ebenfall durch ein im wesentlichen topfförrniges Gehäuse-Abschlu߬ teil 119 abgeschlossen, durch dessen zentrale Bodenöff¬ nung 121 die Hohlwelle ^' 91 austritt, wobei die Hohlwelle 91 gegen diese Bodenöffnung 121 mittels einer Lippendichtung 1 in der die Hohlwelle 91 leichtgängig drehbar ist, abge¬ dichtet ist.

Der gemäß Figur 1 rechte, aus dem Gehäuse-Abschlußteil 119 herausragende freie Endabschnitt 123 der Hohlwelle 91 ist mit einer Außenzahnung 124 versehen, die mit einem Zahn¬ riemen 126 eines eine formschlüssige Antriebskopplung zwischen der Hohlwelle 91 und dem Schrittmotor 104 ver¬ mittelnden Riementriebes kämmt, der insgesamt mit 127 be¬ zeichnet ist.

Der impulsgesteuerte Schrittmotor 104, der diesen mit der Hohlwelle 91 koppelnde Riementrieb 127 und die zusammen mit der Hohlwelle 91 verschiebbaren Elemente des Nachlauf- Regelventils sind die funktionswesentlichen Elemente einer Sollwert-Vorgabe-Einrichtung, mittels derer nach Hub und Geschwindigkeit die Bewegungen des Kolbens 13 des Antriebs- Hydroz linders 14 steuerbar sind. Der das Ritzel 114 der

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Gewindespindel 108 und die mit dem Kolben 13 verbundene Zahn stange 117 umfassende Zahnstangentrieb, durch den die in Ric tung der Pfeile 11 bzw. ^" 12 folgenden Kolbenwegungen in eine damit korrelierte Anzahl von Umdrehungen der Gewinde- spindel 108 umgesetzt werden, sind die funktionswesent¬ lichen Elemente einer - formschlüssig mechanischen - Rück¬ meldeeinrichtung, deren Zusammenwirken mit der Sollwert- Vorgabeeinrichtung nunmehr näher erläutert wird, wobei, ohne Beschränkung der Allgemeinheit, das heißt lediglich zum Zweck der Erläuterung, vorausgesetzt sei, daß sich das Nach¬ lauf-Regelventil zunächst in seiner Grundstellung O befinde.

Durch einen Steuerimpuls, der dem Schrittmotor 104 an seinem einen Steuereingang 128 zugeführt wird, werde die Hohlwelle um einen definierten Winke^betrag von beispielsweise jeweils 4° in Richtung des Pfeils 129 - von rechts her gesehen im Gegenuh zeigersinn - gedreht. Die hieraus gegenüber der zunächst als feststehend angenommenen Gewindespindel 108 resultierende axiale Verschiebung der Hohlwelle 91- in Richtung des Pfeils 131 - bei der dargestellten Orientierung der Gewinde 109 und 112 der Gewindespindel 108 bzw. der Hohl welle 91 - führt dann dazu, daß das Nachlauf-Regelventil 10 in seine Durchflußstellung I gelangt, in welcher der vom P-Versorgungsanschluß 18 über das Durchflußventil 21 zum A-Verbraucher-Anschluß 16 und von diesem zum oberen Arbeits¬ raum 101 des Hydroz linders 14 sowie der vom unteren Arbeits raum 102 des Hydrozylinders 14 über den Gehäusekanal 56 und über das Durchflußventil 24 zum Tank-Anschluß 19 führende Strömungspfad geöffnet sind, während die über die beiden anderen Ventile 22 und 23 führenden Strömungspfade gesperrt sind. Der Kolben 13 des Hydrozylinders 14 ist somit auf seiner größeren Fläche F. mit hohem Druck beaufschlagt und auf seiner kleineren Fläche F- Druck-entlastet.

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Der Kolben 13 bewegt sich somit in Richtung des Pfeils 11 der Figur 1. Dadurch wird die Gewindespindel 108 in der durch den Pfeil 132 der Figur 1 repräsentierten Richtung, das heißt in dem zur Drehrichtung 129 der Hohlwelle 91 entgegengesetzten Richtung, rotierend angetrieben, wodurch - wegen des Gewindeeingriffes - der Spindel 108 mit der Hohlwelle 91 auf diese ein Zug in Richtung des Pfeils 133 der Figur 1 ausgeübt wird, der die Hohlwelle 91 und ^' " die mit dieser verschiebbaren Ventilkolben 26 bis 29 wieder in die Grundstellung 0 zurückzudrängen sucht. Diese Grund¬ stellung 0 - die Ξperrstellung des Nachlauf-Regelventils 1 wird erreicht und damit die Bewegung des Kolbens 13 des Hydrozylinders 14 beendet, wenn und sobald der Kolben 13 einen Hub ausgeführt hat, der - unter Berücksichtigung der Übersetzungsverhältnisse des Zahnstangentriebes 117, 11 und des Zahnriementriebes 127 - in eindeutiger Weise mit d mittels des Schrittmotors 104 steuerbaren Anzahl der Um¬ drehungen der Hohlwelle 91 verknüpft ist, so daß, wenn das Nachlauf-Regelventil 10 wieder in seine Grundstellung 0 gelangt ist, sichergestellt ist, daß der Hydrozylinder 14 einen exakt einem angesteuerten Sollwert entsprechenden Hub ausgeführt hat.

Wird andererseits die Hohlwelle 91 durch den Sollwert- Vorgabe-Schrittmotor 104 in Richtung des Pfeils 134, das heißt im Uhrzeigersinn, angetrieben, so erfahren die Hohlwelle 91 und die mit dieser verschiebbaren Elemente eine Verschiebung in Richtung des Pfeils 136, wobei das Nachlauf-Regelventil 10, ausgehend von seiner Grundstellung in seine Durchflußstellung II gelangt, die mit der "Aufwärt Bewegung des Kolbens 13 in Richtung des Pfeils 12 der Figur verknüpft ist, wodurch nunmehr die Gewindespindel 108

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Drehungen in Richtung des Pfeils 137 erfährt und auf die Hohlwelle 91 ein in Richtung des Pfeils 138 der Figur 1 wirkender Schub ausgeübt wird, der die Kolben 26 bis 29 des Nachlauf-Regelventils 10 wieder in deren Grundstellung zurückzudrängen sucht.

Stationären Bewegungszuständen des Kolbens 13 in Richtung der Pfeile 11 und 12 entsprechen konstante Auslenkungen £l und _ 2 in Richtung der Pfeile 139 bzw. 141,wc^bei konstant Auslenkung 8l bzw. <~ 2 jeweils gleiche Winkelgeschwindig¬ keiten der Hohlwelle 91 und der Gewindespindel 108 - in der selben Drehrichtung 134 und 132 bzw. 129 und 137 - ent¬ sprechen. Das insoweit unmittelbar vorstehend erläuterte Prinzip der elektrischen Sollwert-Vorgabe und mechanischen Ist-Wert-Rückmeldung findet auch bei konventionellen Nach¬ lauf-Regelventilen Anwendung und ist zum Zweck eines besser Verständnisses des erfindungsgemäßen Nachlauf-Regelventils 1 der Vollständigkeit halber, hier noch einmal zusammenfassen erläutert worden.

Es versteht sich, daß ein erfindungsgemäßes Nachlauf- Regelventil 10 auch in der Weise realisiert sein kann, daß die Gewindespindel 108 starr mit der Kolbenstange 118 des Kolbens 13 des Hydrozylinders 14 verbunden ist. Die Hohlwelle 91 muß dann so ausgebildet sein, daß ihr Innen¬ gewinde 112 hinreichend "lang" ist, daß zwischen der Hohl¬ welle 91 und der Gewindespindel 108 dem Hub des Kolbens 13 entsprechende Relativbewegungen gegeneinander möglich sind. Auch dieses Prinzip der Ist-Wert-Rückmeldung ist von konventionellen Nachlauf-Regelventilen her bekannt und auf das erfindungsgemäße Nachlauf-Regelventil 10 übertragbar.

Beim darc»ellten Ausführungsbeispiel ist innerhalb der Hohlwelle *in Stempel 142 - in axialer Richtung verschieb ^¬ bar - ance^rdne , der an -seiner dem inneren Ende 143 der _G ewindes______ _., _el 108 zugewandten Seite einen Kugellager- _K äfig _{1 ;} __*-, in dem drehbar Lagerkugeln 146 angeor ^d net sind, an i^eπ sich jeweils punktweise ein kugelförmiges ^G egen lagerstü _{' ±} 1 der Gewindespindel 108 abstützt. Durch e ⁱ ne _vorg espa_____-:e Druckfeder 148, die sich zwischen dem beweg ^¬ lichen _S -^el 142 und einem die Hohlwelle 91 nach außen dicht a _b gießenden Widerlagerstück 149 erstreckt, werden der Ste=«I 142 und mit diesem seine Lagerkugeln 146 ständ ⁱ g gegen c^ -eσenlagerstück 147 der Gewindespindel -108 gedrängt, wodurch _v,£ diese stets ein Mindest-Drehmoment ausgeübt w ⁱ rd, durch das _i m Ergebnis ein spielfreier Eingriff der die Soll ^¬ wert- c-c__. _b e und Istwert-Rückmeldung vermittelnden Funkt ⁱ ons- elemente des Nachlauf-Regelventils 10 und im Ergebnis e ⁱ ne optimale Ξ=_ _> findlichkeit der Regelung erzielt wird. Um d ⁱ e _R eibung vi ^' sch _β n der Hohlwelle 91 und der Wand der zentralen Bohrunc SS des Kerns _. 48 des Gehäuses 33 sowie zwischen der Hohlwelle und den _A nschlagringen 37 und 38 möglichst gering zu halten, sind diese Teile über Kugeln 150 gegeneinander abgestützt, die in zylindermantelförmigen Käfigen 151 und 152 bzw. 153 und 154 frei drehbar gelagert sind. Der nach außen durch das Gehäuseabschlußteil 113 begrenzte _G ehäuseraum 156, mit _d em der Innenraum der Hohlwelle 91 kommuniziert, und der nach außen durch das rechte Gehause- Abschlußteil 119 begrenzte Gehäuseraum 157 stehen ^ü ber _Q uerbohrungen 158 und Längsbohrungen 159 der Ventilkolben 26 bis 29 in kommunizierender Verbindung miteinander, so daß für die Abführung von Lecköl lediglich ein Austr ⁱ tts ^¬ kanal 161 am Gehäuse 33 benötigt wird.

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Das Nachlauf-Regelventil 10 eignet sich, wie in der Figur 1 lediglich schematisch angedeutet, für eine Unterbringung in einer Bohrung 162 eines Maschinen-Gehäuseteils 163, das in einer der Anordnung der P- und T-Versorgungsanschluß- kanäle 18 und 19 bzw. der Anordnung der Verbraucher- Anschlußkanäle 16 und 17 sowie des Lecköl-Austritts— kanals 161 des Gehäuses 33 des Nachlauf-Regelventils 10 entsprechenden Anordnung mit Versorgungs- und Verbraucher- Anschlußstutzen versehen ist, die in der vorgesehen Einbau- position des Nachlauf-Regelventils mit den entsprechenden Versorgungs- und Verbraucher-Anschlußkanälen 18 und 19 bzw. 16 und 17 des Ventils kommunizieren. Um die einander ent¬ sprechenden Versorgungs- und Verbraucher-Anschlußstutzen- bzw. -kanäle des Maschinen-Gehäuseteils 163 und des Ventilgehäuses 33 gegeneinander abzudichten, ist der rohrförmige Mantel 49 des Ventilgehäuses 33 mit äußeren Ringnuten 164 bis 169 versehen, in welche das Gehäuse 33 gegen die Bohrung 162 abdichtende O-Ringe 171 eingesetzt sind, welche paarweise je einen der ringförmigen Mantel¬ bereiche abdichten, innerhalb derer einander entsprechende Versorgungs- und Verbraucher-Anschlußkanäle und die ent¬ sprechenden Anschlußstutzen des Maschinen-Gehäuseteils 163 in die Bohrung 162 mündet.

Bei der in den Figuren 4a und 4b dargestellten, speziellen Gestaltung des Kerns 48 des Ventilgehäuses 33 sind die in der Grundstellung 0 des Nachlauf-Regelventils 10 gesperrten ansonsten alternativ geöffneten Gehäusekanäle 64' und 66' bzw. 54' und ^" 57' , welche im geöffneten Zustand des jeweilig Ventils 21 und 22 bzw. 23 und 24 alternativ die Ringräume 7 und 74 bzw. 76 und 77 mit einem der beiden Verbraucher- Anschlüsse 16 und 17 bzw. mit dem Tank-Anschluß 19 ver¬ binden, im Unterschied zur Darstellung der Figur 1 , nicht als radiale Bohrungen, sondern als "horizontale" Schlitze 6

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und 66' bzw. 54' und 57' ausgebildet, welche in Verschiebe richtung der Kolben 26 und 27 bzw. 28 und 29 der Ventile 2 bis 24 gesehen, eine konstante lichte Weite haben, so daß sich zu den Auslenkungeh ^" der Kolben 26 und 27 bzw. 28 und proportionale Änderungen der Durchflußquerschnitte der Ventile 21 und 22 bzw. 23 und 24 ergeben.

Zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Nachlaufs-Regelventils sei nunmehr auf die Figur 5 verwiesen, die einen insgesamt mit 172 bezeich neten, Nachlauf-gesteuerten bzw. -geregelten, hydraulische Schwenkantrieb zeigt, dessen Nachlauf-Regelventil 10', dessen Funktion - bezogen auf die Steuerung des Schwenkan¬ triebes 172 - zur Funktion des Nachlauf-Regelventils 10 ge mäß Figur 1 , das für die Steuerung eines hydraulischen Lin motors 14 ausgelegt ist, völlig analog ist. Auch der Aufba des Nachlauf-Regelventils 10' gemäß Figur 5 entspricht weitestgehend demjenigen des anhand der Figuren 1 bis 4 b geschilderten Nachlauf-Regelventils 10. Bau- und funktions¬ gleiche bzw. -analoge Elemente der Nachlauf-Regelventile 10 und 10' sind daher jeweils mit denselben Bezugszeichen bele und es sei insoweit, um Wiederholungen zu vermeiden, auf di diesbezüglichen, zu den Figuren 1 bis 4 b gehörenden Be- schreibungsteile verwiesen.

Das Nachlauf-Regelventil 10' hat einen zylindrischen Kern 4 und einen rohrförmigen Mantel ^' 49, deren Gestaltung und Funktionszweck dieselben sind wie beim Nachlauf-Regelventil gemäß Figur 1. Dasselbe gilt für die Gestaltung und die Funktion der über den Riementrieb 127 mit dem Schrittmotor antriebsgekoppelten Hohlwelle 91 , die hier für die Sollwert Vorgabe des insgesamt mit 173 bezeichneten schwenkbaren

Armes des Schwenkantriebes 172 ausgenutzt werden. Auch der wechselseitige Eingriff des Innengewindes 112 der Hohl¬ welle 91 mit dem Außengewinde 109 der zur Positions—Ist¬ wert-Rückmeldung vorgesehenen Gewindespindel 108 über Kugeln ist in derselben Weise realisiert wie bei dem Nachlauf- Regelventil 10 gemäß Figur 1.

Unterschiedlich gegenüber diesem ist bei dem Nachlauf- Regelventil 10 ^r gemäß Figur 5 lediglich die spezielle Art der Positions-Istwert-Rückmeldung, welche bei dem Nachlauf-Regelventil 10' dadurch erfolgt, daß die Rück¬ melde-Spindel 108 dieselben Dreh-Bewegungen um die zentrale Längsachse 89 des Nachlauf-Regelventils 10', die auch die Schwenkach.se des Schwenkarmes 173 markiert, ausführt wie dieser und zu diesem Zweck drehfest mit der Welle 174 des als Drehkolben-Hydrozylinder ausgebildeten Schwenkantriebs 1 verbunden ist.

Der Vollständigkeit der Erläuterung halber sei nachfolgend auch kurz auf den Aufbau des Schwenkantriebes 172 einge¬ gangen und hierbei auch auf die Einzelheiten der Figur 6 verwiesen.

Innerhalb des zum Zweck der Erläuterung als feststehend angenommenen Gehäuses 176 des hydraulischen Schwenkan¬ triebes 172 sind durch einen im Querschnitt etwa sektor- förmigen Drehflügel 177 und eine im Querschnitt ebenfalls sektorförmige, radiale Trennwand 178 zwei Arbeitsräume 179 und 181 gegeneinander abgegrenzt, durch deren alternativen Anschluß an den Hochdruck-Versorgungsanschluß 18' (P-Anschluß) bezw. den Tankanschluß 19' (T-Anschluß) der Versorgungs- Druckquelle der Drehflügel 177 in den durch beiden Pfeile 182 bzw. 183 repräsentierten Richtungen antreibbar ist, wobei der

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mit dem Drehflügel 177 drehfest verbundene Schwenkarm 173 die Bewegungen mit ausführt. Der Drehflügel 177 ist mit seiner Welle 174 in massiven Endstirnplatten 186 und 187 um die Längsachse 89 drehbar gelagert. Ein sich zwischen diesen Endstirnplatten 186 und 187 erstreckendes, zylinder mantelförmiges Gehäuseteil, mit welchem die radiale Trenn¬ wand 178 fest verbunden ist, ist mit 188 bezeichnet. Die Welle 174 des Drehflügels 177 ist in den miteinander fluchtenden Lagerbohrungen 189 und 191 der Gehäuse-End- stirnwände 186 und 187 druckdicht drehbar gelagert. Der Schwenkarm 173 ist an beidseits aus dem Gehäuse 176 heraus ragenden freien Endabschnitten 174' und 174" der Welle 174 des Drehflügels 177 drehfest montiert. Die Welle 174 des Schwenkantriebes 172 ist als Hohlwelle ausgebildet, in deren zentrale Bohrung 162 das Nachlauf-Regelventil 10' eingesetzt ist. Das Regelventil 10' ist mit seinem rohr¬ förmigen Gehäuseteil 33 fest in die Hohlwelle 174 einge¬ setzt, derart, daß sich das Gehäuseteil 33 und mit diesem das Nachlauf-Regelventil 10' insgesamt mit der Hohlwelle 17 bzw. dem Schwenkarm 173 des Schwenkantriebes 172 dreht.

Derjenige /Abschnitt 174' ^' ' der Welle 174, mit dem diese in der Bohrung 189 der gemäß Figur 5 'linken Endstirnwand 1 gelagert ist, ist mit zwei äußeren Ringnuten 192 und 193 ve sehen, die durch die Wand der Bohrung 191 radial nach außen abgeschlossene Ringräume 194 bzw. 196 begrenzen, in welche gehäuseseitig angeordnete Versorgungs-Anschlußkanäle 197 und 198 münden, die vom P-Hochdruckausgang der Versorgungs- Druckquelle bzw. deren Tank T kommen.

Die Ringräume 194 und 196 sind über Anschlußkanäle 197' und 198', die in der aus der Figur 5 ersichtlichen Weise durch ie Welle 174 des Schwenkantriebes 172 geführt sind, an

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die Versorgungsanschlüsse 18 und 19 des Nachlauf-Regel¬ ventils 10' angeschlossen, dessen Verbraucherausgänge 16 und 17 beidseits des Drehflügels 177 in die Arbeitsräume 179 bzw. 181 des Schwenkantriebes 172 münden. Diese An¬ schlußkanäle kommunizieren mit stirnseitigen Ringnuten 99 und 201 des linken Endabschnittes 174' der Welle 174, mit denen wiederum weiterführende Versorgungskanäle 197'' und 198' ' des Ξchwenkarmes 173 kommunizieren, die zur Versor¬ gung eines weiteren Schwenkantriebes ausgenutzt werden können, der an dem an der Figur 5 nicht dargestellten, fernen Ende des Schwenkarmes 173 angeordnet ist, und das weitere Gelenk eines schwenkbaren Armes eines Roboters bildet, der mittels mehrerer Schwenkantriebe 172 der in der Figur 5 dargestellten Art auf einfache Weise realisierbar ist.

Es versteht sich, daß das Nachlauf-Regelventil 10' mit der anhand der Figur 5 geschilderten Art der Istwert- Rückmeldung auch zur Steuerung von hydraulischen Rotations¬ antrieben geeignet ist, die, in einer bestimmten Drehrich¬ tung gesehen, mehrere 360"-Rotationen aufeinanderfolgend ausführen können.