Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Antriebseinheit mit einem auf hohe Antriebsleistung und dementsprechend - be¬ darfsweise - hohen Durchsatz von Hydrauliköl ausgelegten Hydromotor als Leistungsantrieb, einem Hauptsteuerventil, mittels dessen ein Zustrom von unter hohem Druck stehendem Hydrauliköl zu dem Leistungsantrieb sowie der Abfluß minde¬ stens eines Teils des dem Leistungsantrieb zugeführten Hy¬ drauliköls, z.B. zum drucklosen Vorratsbehälter des Druck¬ versorgungsaggregates hin, steuerbar ist, einem als doppelt wirkender Linearzylinder ausgebildeten hydraulischen Servo- Antrieb für die Betätigung des Hauptsteuerventils und mit einem zur Ansteuerung des Servo-Antriebes vorgesehenen, mit elektromotorisch gesteuerter Vorgabe des Sollwertes der Po¬ sition sowie der Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Elements des Leistungs-Hydromotors und mechanischer Rückmel¬ dung der entsprechenden Ist-Werte arbeitenden Nachlauf-Re¬ gelventil, das bei Gleichheit von Soll- und Ist-Wert der eingesteuerten Position eine - dem Stillstand des Leistungs¬ antriebes entsprechende - Sperrstellung einnimmt, das durch die Positions-Sollwert-Vorgabe zur Einnahme den alternativen Antriebsrichtungen des Leistungs-Hydromotors zugeordneter alternativer Durchflußstellungen ansteuerbar ist, in denen der jeweils wirksame Durchflußquerschnitt mit dem Betrag der Auslenkung des Ventils monoton variiert, und das durch die Positions-Ist-Wert-Rückmeldung im Sinne der Einnahme der Sperrstellung ansteuerbar ist, wobei das Nachlauf-Regelven¬ til und das Hauptsteuerventil als durch axiale Relativ-Ver- schiebungen ihrer Ventilkolben und -gehäuseelemente, die entlang zueinander paralleler Achsen erfolgen, betätigbare Kolben-Schieb-Ventile ausgebildet sind und der Kolben des Hauptsteuerventils das Gehäuse des Nachlauf-Regelventils

_O RIGINALUNTERLAGEN

bildet.

Bei einer bekannten hydraulischen Antriebseinheit dieser Art (US-PS 4,162,905) hat das Nachlauf-Regelventil einen in ei¬ ner zentralen axial durchgehenden Bohrung des Kolbens des Hauptsteuerventils druckdicht verschiebbaren, langgestreck¬ ten stabförmigen Kolben, der, in axialer Richtung gesehen, beidseits des Hauptsteuerventilkolbens angeordnete Antriebs¬ druckräume durchsetzt, durch deren mittels des Nachlauf-Re¬ gelventils steuerbare alternative Druck-Beaufschlagung und - entlastung der Servo-Antrieb des Hauptsteuer-Ventilkolbens erzielt wird, wobei der Kolben des Nachlauf-Regelventils auch in den die gehäusefesten axialen Begrenzungen dieser beiden Antriebsdruckräume bildenden Endstirnwänden des Ge¬ häuses des Hauptsteuerventils druckdicht verschiebbar ge¬ führt sein muß. Das eine Ende des Kolbens des Nachlauf-Re- gelventils ragt aus dem Gehäuse des Hauptsteuerventils heraus und ist an diesem Ende mit einer Zahnstange fest ver¬ bunden, mit der ein Ritzel der elektromechanischen Posi¬ tions-Sollwert-Vorgabe und -Ist-Wert-Rückmeldung kämmt, das mittels eines Differentialgetriebes antreibbar ist, welches den für die Nachlaufregelung erforderlichen Phasenvergleich zwischen Sollwert-Vorgabe und Istwert-Einstellung vermit¬ telt.

Die bekannte Antriebseinheit ist aufgrund ihres insoweit geschilderten Aufbaues mit zumindest den folgenden Nachtei¬ len behaftet:

Die Fertigung der durch das Hauptsteuerventil und das Nach¬ lauf-Regelventil gebildeten Baugruppe ist in der für eine zuverlässige Funktion erforderlichen Präzision äußerst auf¬ wendig, da die jeweils Endabschnitte des Kolbens des Nach¬ lauf-Regelventils aufnehmenden Bohrungen des Gehäuses des Hauptsteuerventils und die zentrale Bohrung seines Ventil-

kolbens mit der erforderlichen, exakt fluchtenden Anordnung sehr schwierig herstellbar sind, und auch die genaue Anord¬ nung von Steuerkanten des Kolbens des Nachlauf-Regelventils zu Steuerkanten des Kolbens des Hauptsteuerventils, soweit diese in der Sperrstellung des Nachlauf-Regelventils eine möglichst exakte O-Überdeckung haben sollten, ist sehr auf¬ wendig, mit der Folge, daß die bekannte Antriebseinheit mit hohen Herstellungskosten behaftet ist.

Nachteilig ist weiter, daß die großflächigen Begrenzungen der Antriebsdruckräume des Servoantriebes für den Kolben des Hauptsteuerventils, die durch jeweils eine der Ringstirnflä¬ chen des Kolbens selbst gebildet sind, zwangsläufig zu gro¬ ßen Beträgen der Steuer-Ölströme führt, was insbesondere bei einem hochdynamischen Betrieb des Servomotors nachteilig ist, da dann sehr viel Energie für den Servokreis benötigt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Antriebseinheit der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine präzise Konfiguration ventilkolbenseitiger und gehäuseseiti- ger Steuerkanten des Nachlauf-Regelventils mit deutlich ver¬ mindertem Aufwand realisierbar ist und der Bedarf an hydrau¬ lischer Steuerenergie erheblich reduziert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Hiernach hat das Nachlauf-Regelventil zwei von einer zur zentralen Längsachse des Hauptsteuerventilkolbens paralle¬ len, durchgehenden Bohrung des Hauptsteuerventilkolbens auf¬ genommene Kolbenelemente, wobei diese Bohrung in radialem Abstand von der zentralen Längsachse des Hauptsteuerventil angeordnet ist; der axiale Abstand dieser Kolbenelemente ist zur Einstellung einer definierten Überdeckung von kolbensei-

tigen Steuerkanten und gehäuseseitigen, innerhalb der durch¬ gehenden Bohrungen des Kolbens des Hauptsteuerventils ange¬ ordneten Steuerkanten des Nachlauf-Regelventils, insbesonde¬ re zur Einstellung der für einen empfindlichen Regelbetrieb geeigneten O-Überdeckung solcher Steuerkanten, einstellbar. Hierdurch wird mit einfachen Mitteln erreicht, daß Ferti¬ gungstoleranzen der Kolbenelemente durch deren Justierung perfekt ausgeglichen werden können und eine Herstellungs¬ technik möglich, die kostenträchtigen Ausschuß und hohen Fertigungsaufwand weitgehend ausschließt.

Des weiteren ist der Kolben des Hauptsteuerventils mit einer zentralen, axialen Durchgangsbohrung versehen, durch die ein mit der Abtriebswelle des Sollwert-Vorgabemotors drehfest gekoppeltes, gegenüber dieser und dem Kolben jedoch axial verschiebbares Sollwert-Vorgabeelement hindurchtritt. Dieses Sollwert-Vorgabeelement steht mit einem Istwert-Rückmelde¬ element, das durch das bewegliche Teil des Leistungshydromo¬ tors in formschlüssiger Korrelation mit dessen - rotatori¬ schen oder translatorischen - Bewegungen mit gleichem Dreh¬ sinn wie das Sollwert-Vorgabeelement rotatorisch antreibbar, jedoch axial unverschiebbar am Gehäuse des Hauptsteuerven¬ tils gelagert ist, in der Art eines Spindel-Muttertriebes in spielfreiem Gewindeeingriff. Das Sollwert-Vorgabeelement erfährt dadurch axiale Auslenkungen gegenüber einer mit der Sperrstellung des Nachlauf-Regelventils verknüpften Mittel¬ stellung der Kolbenelemente, wobei diese Auslenkungen mit dem Unterschied zwischen Soll- und Ist-Position des bewegli¬ chen Teils des Leistungs-Hydromotors direkt korreliert sind; diese Auslenkungen vermitteln über Betätigungselemente, die rotatorisch gegenüber dem Sollwert-Vorgabeelement entkoppelt sind, dessen axiale Bewegungen jedoch mit ausführen, die Öffnungs- und Schließbetätigungen des Nachlauf-Regelventils.

Bei dieser Bauweise ist eine Zentrierung relativ zueinander

verschiebbarer Bauelemente jeweils nur bezüglich eines ein¬ stückig herstellbaren Teils erforderlich, wodurch ansonsten erforderlicher, erheblicher, Fertigungsaufwand entfällt. Dies gilt auch hinsichtlich des zur Betätigung des Haupt¬ steuerventils vorgesehenen Servoantriebs, dessen Antriebs¬ druckräume durch in radialem Abstand von der zentralen axi¬ alen Durchgangsbohrung des Kolbens angeordnete, zu dieser parallele Sackbohrungen des Hauptsteuerventilkolbens und von diesen aufgenommene, am Gehäuse des Hauptsteuerventils axial abgestützte Kolben begrenzt sind, die weder exakt mitein¬ ander fluchtend ausgerichtet noch fest mit dem Gehäuse ver¬ bunden sein müssen, sondern lediglich an diesem axial fest abstützbar sein müssen. Die solchermaßen innerhalb der Wand¬ dicke des Hauptsteuerventilkolbens realisierten Antriebszy¬ linder, die zusammen mit ihrem axial abgestützten Kolben je einen einfach wirkenden Hydrozylinder bilden und als Zylin¬ derpaar einen doppelt wirkenden Hydrozylinder ergeben, sind mit relativ kleinen Steueröl-Volu ina zur Ausführung der erforderlichen Auslenkungshübe des Hauptsteuerventilkolbens ansteuerbar und können unter Ausnützung des Betriebsdruckes der Versorgungsquelle ohne weiteres die für einen hochdyna¬ mischen Betrieb des Hauptsteuerventils erforderlichen Stell¬ kräfte entfalten.

Die erfindungsgemäße hydraulische Antriebseinheit ist sowohl für volumetrisch gesteuerte rotatorische Hydromotoren wie z.B. Axialkolbenmotoren als auch für eine präzise Steuerung hydraulischer Linearmotoren geeignet, dies unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der diese betrieben werden, und ist daher auch als Positionierungsantrieb sehr gut geeignet.

Die diesbezüglich vorteilhaften Eigenschaften der erfin¬ dungsgemäßen Antriebseinheit können durch ein gemäß Anspruch 2 vorgesehenes und seinem grundsätzlichen Aufbau

nach umrissenes Feinsteuerventil noch deutlich verbessert werden, das in der gemäß Anspruch 3 vorgesehene Getaltung mit zwei in einer axial durchgehenden Bohrung des Ventilkol¬ bens des Hauptsteuerventils druckdicht verschiebbar angeord¬ neten Kolbenelementen, die in einer axial durchgehenden Boh¬ rung des Ventilkolbens des Hauptsteuerventils angeordnet sind, auf einfache Weise in diesen integrierbar ist, wobei die zur Einstellung einer bestimmten, in der Grundstellung 0 des Feinsteuerventils erwünschten geringen positiven Über¬ deckung desselben erforderliche Einstellbarkeit ihres axia¬ len Abstandes in bevorzugter Gestaltung durch die Merkmale des Anspruchs 4 gewährleistet ist.

Das Feinsteuerventil ist mittels der beiden Kolbenelemente in gleichsam aufgelöster Bauweise, wie gemäß Anspruch 5 vor¬ gesehen, als zwei gemeinsam betätigbare 2/3-Wege-Ventile ausgebildet, die in dem Kolben des Hauptsteuerventils bevor¬ zugt mit der dem Merkmal des Anspruchs 6 angegebenen Anord¬ nung dem Nachlauf-Regelventil diametral gegenüberliegend vorgesehen sind.

Durch die Merkmale des Anspruchs 7 ist eine Bauweise des zur Betätigung sowohl des Hauptsteuerventils als auch des Fein¬ steuerventils vorgesehenen Stellzylinders angegeben, mit der dieser, wie durch die Merkmale des Anspruchs 8 angegeben, wiederum in den Kolben des Hauptsteuerventils integrierbar ist.

Wenn hierbei der Kolben des Hauptsteuerventils, wie gemäß Anspruch 9 vorgesehen, mit zwei von den einander gegenüber¬ liegenden Stirnseiten des Hauptsteuerventilkolbens her in diesen eingebrachten Sackbohrungen versehen ist, in denen zur Begrenzung je einer seiner Antriebskammern relativ zu deren Bodenseite druckdicht verschiebbar je ein Kolben ange¬ ordnet ist, der an einem am Gehäuse des Hauptsteuerventils

fest angeordneten, gegebenenfalls axial verstellbaren An¬ schlagstift axial abstützbar ist, so können diese Kolben als Freikolben, d.h. ohne Rückstellelement in diese Bohrungen eingesetzt sein.

Soweit mit einem nur ein einziges Bohrungs- und Kolbenpaar umfassenden Stellzylinder die erforderlichen Stellkräfte zur Betätigung des Hauptsteuerventils nicht erzielbar sind, kann der Stellzylinder auch wie durch die Merkmale des Anspruchs

11 angegeben, mit zwei Bohrungs- und Kolbenpaaren realisiert sein, wobei es wiederum zweckmäßig ist, diese gemäß Anspruch

12 so anzuordnen, daß sich ein Ausgleich der Stellkraft-Mo¬ mente ergibt, der, allgemein, durch eine axialsymmetrische Gruppierung der Bohrungs- und Kolbenpaare um die zentrale Längsachse des Hauptsteuerventilkolbens erzielbar ist.

Die gemäß Anspruch 13 vorgesehene Gestaltung des Stellzylin- ders bzw. einer gegebenenfalls mehrere Bohrungs- und Kolben¬ paare umfassenden Stellzylinderanordnung als Differentialzy- lindereinheit oder -kombination hat den Vorteil, daß das zu dessen/ deren Ansteuerung vorgesehene Nachlauf-Regelventil als konstruktiv einfach realisierbares 3/3-Wege-Ventil aus¬ gebildet sein, kann, das in wiederum aufgelöster Bauweise durch zwei gleichzeitig betätigbare 2/3-Wege-Ventile reali¬ sierbar ist.

Die Auslegung des Differentialzylinders mit einem Flächen¬ verhältnis von 2/1 seiner größeren und seiner kleineren wirksamen Kolbenfläche ergibt in beiden Betätigungsrichtun¬ gen dieselbe Betätigungskraft.

Die gemäß Anspruch 15 vorgesehene Gestaltung des Kolbens des Hauptsteuerventils ist fertigungstechnisch dann besonders günstig, wenn in den Hauptsteuerventilkolben das Nachlaufre- gelventil, das Feinsteuerventil und auch der Stellzylinder

weitgehend integriert sind und gegebenenfalls auch Elemente der Rückmeldeeinrichtung und der Sollwert-Vorgabeeinrichtung von einer zentralen Bohrung des zentralen Kolbenteils aufge¬ nommen sind, wodurch sich auch geringe Längen der die hy¬ draulische Steifigkeit der Antriebseinheit bestimmenden Öl- säulen und hohe Werte der Regelkreisverstärkung erzielen lassen.

Gemäß den Ansprüchen 16 bis 18 vorgesehene und gestaltete Positionssensoren können sowohl für die Justage des Haupt¬ steuerventils und des Feinsteuerventil sowie des Nachlaufre¬ gelventils, und im Betrieb der Antriebseinheit auch zur fort¬ laufenden Erfassung des Nachlaufweges der Stellelemente, d.h. zu einer fortlaufenden Ermittelung der Kreisverstärkung des Regelkreises ausgenutzt werden.

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Antriebseinheit ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aus¬ führungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 ein hydraulisches Ersatzschaltbild einer erfindungs¬ gemäßen Antriebseinheit mit einem als Differential- zylinder ausgebildeten, doppelt wirkenden linearen Hydrozylinder als Leistungsantrieb, einem Hauptsteu¬ erventil und einem Feinsteuerventil, die mittels eines ebenfalls als doppelt wirkender Differential- zylinder ausgebildeten Stellantriebs betätigbar sind und mit einem mit elektromotorisch gesteuerter Soll¬ wert-Vorgabe und mechanischer Istwert-Rückmeldung der Position des Antriebskolbens des Leistungsan¬ triebes arbeitenden Nachlaufregelventil,

Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung des Hauptsteuerventils und des in dieses integrierten Nachlaufregelventils sowie des Stellzylinders in zwei zueinander recht-

winkligen Ebenen längs der Spurenlinie B-B der Fig. 4 sowie des Leistungs-Antriebs in einer dessen zen¬ trale Längsachse sowie die zentrale Längsachse des Hauptsteuerventils enthaltenden Schnittebene,

Fig. 3 eine zur Darstellung der Fig. 2 analoge Längsschnitt¬ darstellung, die die zentrale Längsachse des Fein¬ steuerventils enthält, längs der Spurenlinie C-C der Fig. 4,

Fig. 4 die Anordnung von zur Aufnahme von Kolben und Betä¬ tigungselementen der Ventile der Antriebseinheit gemäß den Fig. 2 und 3 vorgesehenen Bohrungen des Kolbens des Hauptsteuerventils bezüglich der zentra¬ len Längsachse des Hauptsteuerventils in einer zu dieser rechtwinkligen Schnittebene längs der Linie A-A der Fig. 2 und

Fig. 5a Details der Anordnung und Ausbildung von Steuerkan- und 5b ten des Hauptsteuerventils der Antriebseinheit gemäß den Fig. 1 bis 4 in einer stark vergrößerten Schnitt¬ darstellung längs einer die zentrale Achse des Haupt¬ steuerventils und die zentrale Achse des Leistungs¬ antriebes enthaltenden Radialebene des Hauptsteuer¬ ventils.

Die in den Fig. 1, 2 und 3 jeweils mit 10 bezeichnete hy¬ draulische Antriebseinheit besteht aus einem auf die Ent- faltbarkeit hoher Antriebskräfte und einer hohen Antriebs¬ leistung ausgelegten Hydromotor 11 und einer zu dessen An¬ triebssteuerung vorgesehenen, insgesamt mit 12 bezeichneten elektrohydraulischen Steuereinheit, die in einem in der Fig. 1 als mit dem Gehäuse 13 des Hydromotors 11 fest verbundenen Rahmen 14 dargestellten Gehäuse angeordnet ist, das die geo¬ metrische Basis für die Anordnung eines Hauptsteuerventils

16, eines Feinsteuerventils 17 eines hydraulischen Stellan¬ triebes 18 und eines Nachlauf-Regelventils 19 bildet, aus denen die elektrohydraulische Steuereinheit 12 aufgebaut ist. Die Antriebseinheit 10 ist für Einsatzfälle gedacht, bei denen es auf hohe Antriebskräfte und hohe Antriebslei¬ stungen ankommt, bei denen auch entsprechend hohe Hydraulik- öl-Ströme auftreten und möglichst präzise steuerbar sein müssen. Diesbezügliche Einsatzmöglichkeiten der Antriebsein¬ heit 10 sind z.B. der Antrieb von Stanz-, Preß- und/oder Prägewerkzeugen sowie die Positionierung und Verschiebung von schweren Werkstücken bezüglich einer Bearbeitungsstation eines Bearbeitungszentrums, an der eine z.B. spanabhebende Bearbeitung des Werkstückes unter Verschiebung desselben relativ zu einem maschinenfest angeordneten Werkzeug erfolgt.

Der als Leistungsantrieb vorgesehene Hydromotor 11 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als doppeltwirkender Line¬ arzylinder mit einseitig aus dem Gehäuse austretender Kol¬ benstange 21 ausgebildet.

Der Hydrozylinder 11 ist als Differentialzylinder geschal¬ tet, der bei Druckbeaufschlagung sowohl der stangenseitigen Antriebskammer 22 des Hydrozylinders 11 als auch der gegen¬ über dieser durch den Kolben 23 druckdicht beweglich abge¬ grenzten bodenseitigen Antriebskammer 24 mit dem Ausgangs¬ druck des Druckversorgungsaggregats 26 den Auswärtshub aus¬ führt und bei Druckbeaufschlagung lediglich der stangensei¬ tigen Antriebskammer 22 und Druckentlastung der bodenseiti¬ gen Antriebskammer 24 den Einzugshub der Kolbenstange 21 ausführt.

Entsprechend dem bei der Antriebseinheit 10 vorgesehenen Differentialbetriebsmodus des Hydrozylinders 11 wird dieser lediglich durch Druckbeaufschlagung und -entlastung seiner bodenseitigen Antriebskammer 24 gesteuert, während die stan-

genseitige Antriebskammer 22 permanent mit dem Ausgangsdruck des Druckversorgungsaggregats beaufschlagt ist.

Das Verhältnis ^1/^2 ^der bodenseitigen, mit Druck beauf¬ schlagbaren Kolbenfläche F _] _ zu der ringförmigen, stangensei- tigen Kolbenfläche F2 des Antriebskolbens 23 des Hydrozylin¬ ders 11 beträgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem in beiden alternativen Bewegungsrichtungen des Kolbens 23 gleiche Vorschub-Kräfte entfaltbar sein sollen, 2/1.

Die Druckbeaufschlagung und -entlastung der stangenseitigen Antriebskammer 24 des Hydrozylinders 11 erfolgt mittels des Hauptsteuerventils 16 und des Fein-Steuerventils 17, die hydraulisch parallel geschaltet sind und gemeinsam mittels des hydraulischen Stellantriebes 18 betätigbar sind, der seinerseits als doppeltwirkender linearer Differentialzylin- der ausgebildet ist, dessen einseitig aus seinem Gehäuse 27 austretende Kolbenstange 28 starr mit den beweglichen Ven¬ tilelementen des HauptSteuerventils 16 und des Feinsteuer¬ ventils 17 verbunden ist, die somit gemeinsam entlang paral¬ leler Achsen 29 und 31 hin- und herverschiebbar sind.

Auch bei dem Stellzylinder 18 beträgt das Verhältnis f /f2 der Fläche f-^ seines Kolbens 32, die die bodenseitige An¬ triebskammer 33 des Stellzylinders 18 beweglich begrenzt, zu der Ringfläche f seines Kolbens 32, die die einseitig be¬ wegliche Abgrenzung seiner stangenseitigen Antriebskammer 34 bildet, in die permanent der hohe Ausgangsdruck des Druck¬ versorgungsaggregats 26 eingekoppelt ist, 2/1, so daß auch die in den beiden alternativen Bewegungsrichtungen des Stell- zylinderkolbens 32 entfaltbaren, auf die beweglichen Elemen¬ te des Hauptsteuerventils 16 und des Feinsteuerventils 17 ausübbaren Stellkräfte, die durch Druckbeaufschlagung und -entlastung der bodenseitigen Steuerkammer 33 des Stellzy¬ linders 18 steuerbar sind, denselben Betrag haben.

Das zur diesbezüglichen BewegungsSteuerung des Stellantriebs

18 vorgesehene Nachlaufregelventil 19 arbeitet mit elek¬ trisch, z.B. gepulster Ansteuerung eines rotatorisch an¬ treibbaren Schrittmotors 36 steuerbarer Vorgabe der Soll- Position des Kolbens 23 des Leistungs-Hydrozylinders 11 und mechanischer Rückmeldung der Ist-Position des Antriebszylin¬ derkolbens 23, einerseits und mechanischer Rückmeldung der Position des Kolbens 32 des Stellzylinders 18, andererseits, die dadurch erzielt wird, daß beim dargestellten Ausfüh¬ rungsbeispiel auch das Gehäuse 37 des Nachlaufregelventils

19 starr mit der Kolbenstange 28 des Stellzylinders 18 be¬ wegungsgekoppelt ist und demgemäß entlang einer weiteren, zur zentralen Längsachse 29 des Stellantriebes 18 parallel verlaufenden zentralen Längsachse 38 des Nachlaufregelven¬ tils 19 hin- und herverschiebbar ist, entlang derer zwei Ventilkörper 39 und 41 relativ zu dem Ventilgehäuse 37 ver¬ schiebbar sind, an denen die zur Positions-Sollwert-Vorgabe sowie zur Positions-Istwert-Rückmeldung vorgesehene, insge¬ samt mit 42 bezeichnete Betätigungseinrichtung des Nachlauf- regelventils 19 angreift.

Die Betätigungseinrichtung 42 des Nachlauf-Regelventils 19 umfaßt in koaxialer Anordnung bezüglich einer gemeinsamen zentralen Längsachse 43, die auch die Drehachse der Ab¬ triebswelle 44 des an der einen, gemäß der Darstellung der Fig. 1 rechten Gehäusewand 46 angeordneten Schrittmotors und die Drehachse einer an der gegenüberliegenden "linken" Ge¬ häusewand 47 drehbar jedoch axial unverrückbar gelagerten Gewindespindel 48 markiert, eine als Positions-Sollwert-Vor¬ gabeelement dienende Hohlwelle 49, die an ihrem schrittmo- torseitigen Ende mit einer Parallelverzahnung der Abtriebs¬ welle 44 des Schrittmotors 36 in kämmendem Eingriff steht und dadurch mittels des Schrittmotors 36 rotatorisch an¬ treibbar ist. An ihrem gegenüberliegenden Ende ist die Hohl-

welle 49 mit einem Innengewinde 51 versehen, über das sie in kämmendem Eingriff mit dem Gewinde 52 der Gewindespindel 48 steht.

Die Gewindespindel 48 ist mittels eines insgesamt mit 53 bezeichneten Zahnriementriebes, der als spielfrei vorausge¬ setzt ist, in alternativen Drehrichtungen antreibbar. Der Zahnriemen 54 ist in sich geschlossen und läuft über eine mit der Gewindespindel 48 drehtest verbundene Zahnrolle 56 sowie über eine weitere Zahnrolle 57, die um eine parallel zur Drehachse 43 der Gewindespindel 48 verlaufende, gehäuse¬ feste Achse 58 drehbar gelagert ist, deren in Richtung der zentralen Längsachse 59 des als Leistungsantrieb vorgesehe¬ nen Linearzylinders 11 gemessener Abstand von der Drehachse 43 der Gewindespindel 48 deutlich größer ist als der maxima¬ le Hub, den der Kolben 23 des Antriebszylinders 11 zwischen seinen möglichen Endstellungen ausführen kann.

Der Zahnriementrieb 53 hat ein zu der zentralen Längsachse 59 des Linearzylinders 11 exakt parallel verlaufendes Trum 61, das mittels eines mechanisch starren Verbindungselements 62 mit dem Kolben 21 des Antriebszylinders 11 bewegungsge¬ koppelt ist und dieselben Auslenkungen erfährt wie dieser. Durch diesen Zahnriementrieb 53 werden somit die axialen Bewegungen des Kolbens 21 in rotatorische Rückmelde-Bewegun¬ gen der Gewindespindel 48 umgesetzt. Der Drehsinn der rota¬ torischen Positions-Sollwert-Vorgabe-Bewegungen der Hohlwel¬ le 49, durch die eine bestimmte Verschiebe-Geschwindigkeit des Kolbens 21,23 des Antriebszylinders 11 in vorgegebener Richtung erzielt werden soll und der Drehsinn der durch die Rückmeldung des Positions-Istwertes des Antriebszylinderkol¬ bens 21,23 resultierenden Drehungen der Rückmeldespindel 48 sind so gewählt, daß bei Gleichheit von Soll- und Istwert keinerlei Verschiebung der Hohlwelle 49 gegenüber der Gewin¬ despindel 48 auftritt, wohingegen sowohl am Beginn der Ein-

Steuerung eines Positions-Sollwertes, mit der eine Vergröße¬ rung der Differenz zwischen Soll- und Istwert einhergeht, als auch mit Beendigung einer Änderung der Sollwert-Vorgabe, womit eine Verringerung der Differenz zwischen Soll- und Istwert einhergeht, jeweils gegensinnige Relativbewegungen der Hohlwelle 49 und der Gewindespindel 48 verknüpft sind, derart, daß die Hohlwelle 49 axiale Verschiebungen in den beiden alternativen Richtungen erfährt.

Das Nachlauf-Regelventil, zu dessen weiterer Erläuterung ergänzend auch auf die Fig. 2 verwiesen sei, ist seiner Funktion nach ein 3/3-Wege-Ventil, das in gleichsam aufgelö¬ ster Bauweise durch zwei 2/3-Wege-Ventile 19',19'' reali¬ siert ist, deren als Kolben ausgebildete Ventilkörper 39 und 41, die in der Fig. 1 jeweils durch das Ventil-Symbol reprä¬ sentiert sind, in einer durchgehenden Bohrung 63 des Ventil¬ gehäuses 37 druckdicht verschiebbar geführt sind.

Die beiden Ventilkörper 39 und 41 des Nachlauf-Regelventils 19 sind durch eine zentral angeordnete Feder 64 auseinander¬ gedrängt und zwischen Stellschrauben 66 und 67 eingespannt, die in Gewinden von radial zur zentralen Längsachse 43 der Betätigungseinrichtung 42 verlaufenden Betätigungsarmen 68 und 69 schraubbar geführt sind, welche über je ein Kugella¬ ger 71 bzw. 72 axial verschiebefest mit der Hohlwelle 49 verbunden, gegenüber deren Drehbewegungen jedoch entkoppelt sind.

Die beiden Ventilkörper 39,41 der beiden Teilventile 19 , 19'' des Nachlauf-Regelventils 19 sind mittels der Stell¬ schrauben 66,67 derart justierbar, daß der axiale Abstand von Steuerkanten 73,74 der Ventilkörper des gemäß der Dar¬ stellung der Fig. 1 und 2 "rechten" Teilventils 19' und des "linken" Teilventils 19'' des Nachlauf-Regelventils 19 gleich dem axialen Abstand von Steuerkanten 76,77 des Ven-

tilgehauses 37 des Nachlauf-Regelventils 19 ist, durch deren Relativbewegungen in alternativen Richtungen entweder ein Strömungspfad 78 (Fig. 1) des "rechten" Teilventils 19' freigegeben wird, über den der mit der bodenseitigen An¬ triebskammer 33 des Stellzylinders 18 verbundene Steueraus¬ gang 79 des Nachlauf-regelventils 19 mit dem Druck (P)-Aus¬ gang 81 des Druckversorgungsaggregats 26 verbunden ist oder ein Durchflußpfad 82 des "linken" Teilventils 19" des Nach¬ lauf-Regelventils 19 freigegeben ist, über den der - druck¬ lose - Tankanschluß 83 des Druckversorgungsaggregats 26 mit dem Steueranschluß 79 des Nachlauf-Regelventils 19 verbunden ist, der über den Steuerpfad 84 in permanent-kommunizieren¬ der Verbindung mit der bodenseitigen Antriebskammer 33 des hydraulischen Stellantriebs 18 gehalten ist. Diesen Durch¬ flußstellungen I der beiden Teilventile 19',19'' des Nach¬ lauf-Regelventils 19 entspricht eine absolute Sperrstellung II des jeweils anderen Teilventils 19'' bzw. 19', so daß diese beiden Teilventile 19',19'', nachdem ihre Ventilkörper auf Gleichheit des Abstandes ihrer Steuerkanten 73,74 mit dem Abstand der Steuerkanten 76,77 des gemeinsamen Ventilge¬ häuses 37 eingestellt sind, die Funktion eines 3/3-Wege-Ven- tils vermitteln, das aus seiner Grundstellung 0 heraus, die einem Wert 0 der Überdeckung der Steuerkanten 73 und 74 der Ventilkörper 39,41 mit den Steuerkanten 76,77 des Ventilge¬ häuses 37 entspricht, wobei in dieser Grundstellung 0 sowohl der Hochdruckausgang 81 des Druckversorgungsaggregats 26 als auch dessen Tank-Anschluß 83 gegen den Steueranschluß 79 des Nachlauf-Regelventils 19 abgesperrt sind, durch eine Ver¬ schiebung beider Ventilkörper 39,41 relativ zu dem Gehäuse 37 des Nachlauf-Regelventils 19 nach rechts in eine Funk¬ tionsstellung bringbar ist, in welcher die bodenseitige An¬ triebskammer 33 des Stellzylinders 18 mit dem hohen Auε- gangsdruck des Druckversorgungsaggregats 26 beaufschlagt ist und gegen den drucklosen Tankanschluß 83 des Druckversor¬ gungsaggregats 26 abgesperrt ist und durch eine Verschiebung

relativ zu dem Ventilgehäuse 37 nach links in eine Funk¬ tionsstellung bringbar ist, in welcher die bodenseitige An¬ triebskammer 33 des Stellzylinders 18 mit dem drucklosen Tankanschluß 83 des Druckversorgungsaggregats 26 verbunden und gegen den Hochdruckausgang 81 des Druckversorgungsaggre¬ gats 26 abgesperrt ist.

Das Hauptsteuerventil 16 ist bei dem zur Erläuterung gewähl¬ ten Ausführungsbeispiel, bei dem der Leistungs-Antriebszy- linder 11 als Differentialzylinder betrieben wird, dessen stangenseitige Antriebskammer 22 permanent mit dem Ausgangs¬ druck des Druckversorgungsaggregats 26 beaufschlagt ist, als 3/3-Wege-Schieberventil ausgebildet, dessen Gehäuse 86 fest mit dem Gehäuse 13 des Antriebszylinders 11 verbunden ist. Der Kolben 87 des Hauptsteuerventils 16, der in der Fig. 1 durch das 3/3-Wege-Ventilsymbol repräsentiert ist und in der Fig. 2 sowie in der Fig. 3, auf deren Einzelheiten ergänzend ebenfalls verwiesen sei, in einer technisch realistischen Konfiguration des Hauptsteuerventils 16 sowie des Nachlauf¬ regelventils 19 (Fig. 2) und des Feinsteuerventils 17 (Fig. 3) dargestellt ist, ist in einer Gehäusebohrung 88 druck¬ dicht verschiebbar geführt, in die radial der P-Anschlußka- nal 89 für die Druckmittelzufuhr vom Druckversorgungsaggre¬ gat 26 und der T-Anschlußkanal 91, an dem die zum Vorratsbe¬ hälter 92 des Druckversorgungsaggregats 26 führende Rück¬ laufleitung 93 angeschlossen ist, münden. Der Steuerausgang 94 des Hauptsteuerventils 16 ist durch einen radialen Gehäu¬ sekanal gebildet, der unmittelbar an den mit ihm fluchtenden Anschlußkanal 96 anschließt, über den Hydrauliköl in die bodenseitige Antriebskammer 24 des Antriebszylinders ein¬ strömen und aus dieser wieder abfließen kann.

Der Steuerkanal 96 des Gehäuses 86 des Hauptsteuerventils 16 geht von einer inneren Ringnut 97 des Ventilgehäuses 86 aus, die zwischen einer Ringnut 98 des Gehäuses 86, die mit dem

P-Anschluß 83 permanent in kommunizierender Verbindung steht und einer Ringnut 99 des Ventilgehäuses 86 angeordnet ist, die mit dem T-Anschlußkanal 91 in permanent kommunizierender Verbindung steht, angeordnet ist.

Der Kolben 87 des Hauptsteuerventils 16 ist mit einer ersten äußeren Ringnut 101 versehen, die innerhalb des möglichen Verschiebebereiches des Ventilkolbens 87 stets in kommuni¬ zierender Verbindung mit der P-Nut 98 des Ventilgehäuses 86 bleibt und zur Einkopplung von Druck in die bodenseitige Antriebskammer 24 des Antriebszylinders 11 durch Verschie¬ bung des Ventilkörpers 87 gemäß der Darstellung der Fig. 2 nach links in Überlappung mit dem Querschnittsbereich der zentralen Ringnut 97 des Gehäuses 86 des Hauptsteuerventils bringbar ist, wodurch das Hauptsteuerventil in die Funk¬ tionsstellung I gelangt, in der gleichzeitig die T-Nut 99 gegen den Steueranschlußkanal 94 des Hauptsteuerventils 16 abgesperrt ist. Desweiteren ist der Kolben 87 mit einer zweiten äußeren Ringnut 102 versehen, die innerhalb des mög¬ lichen Verschiebebereichs des Ventilkolbens 87 stets in kom¬ munizierender Verbindung mit der T-Nut 99 des Ventilgehäuses 86 des Hauptsteuerventils bleibt und durch axiale Verschie¬ bung des Ventilkolbens 87, gemäß der Darstellung der Fig. 2 nach rechts, ebenfalls in Querschnitts-Überlappung mit der zentralen Ringnut 97 des Ventilgehäuses 86 bringbar ist, wodurch Hydrauliköl aus der bodenseitigen Antriebskammer 24 des Antriebszylinders 11 zum Vorratsbehälter 92 des Druck¬ versorgungsaggregats 26 abströmen kann. In dieser Funktions¬ stellung II des Hauptsteuerventils 16 ist die T-Nut 94 gegen den Steuerkanal 94 des Hauptsteuerventils 16 abgesperrt.

In der als Grundstellung 0 genutzten Zwischenstellung des Ventilkolbens 87 zwischen seinen Funktionsstellungen I und II ist sowohl der P-Anschlußkanal 89 als auch der T-An¬ schlußkanal 91 des Hauptsteuerventils 16 gegen dessen Steu-

erausgang 94 abgesperrt, wobei in dieser Grundstellung 0 die Ringnut 97 des Ventilgehäuses 86 durch die zwischen den bei¬ den Außennuten 101,102 des Ventilkolbens 87 verbleibende Ringrippe 103 vollständig verschlossen ist und durch deren radiale Wangen 104 und 106 gebildete kolbenseitige Steuer¬ kanten 107 und 108 zu gehäuseseitigen Steuerkanten 109 und 111 (Fig. 3, 5a und 5b), die durch die kreisförmigen Über¬ gangskanten gebildet sind, mit denen die radialen Nutwangen 110 und 115 der zentralen Gehäusenut 97 an die zentrale Boh¬ rung 88 des Ventilgehäuses 86 anschließen, in positiver und dem Betrage nach etwa gleicher Überdeckung e stehen.

"Positive Überdeckung" bedeutet hierbei, daß der Ventilkol¬ ben 87, ausgehend von der Grundstellung 0 des Hauptsteuer¬ ventils 16 erst einmal um dem Betrag e der Überdeckung in axialer Richtung verschoben werden muß, bevor, je nach Ver¬ schieberichtung, der in der jeweiligen Funktionsstellung I oder II freizugebende Durchflußpfad 112 bzw. 113 sich zu öffnen beginnt und mit zunehmender weiterer Verschiebung einen zunehmenden Überströmquerschnitt freigibt.

Bevor nachfolgend weitere bauliche und funktionelle Einzel¬ heiten der Antriebseinheit 10 erläutert werden, sei zunächst auf die Funktion der bislang erweiterten Funktionselemente der Antriebseinheit 10 eingegangen:

Soll der Kolben 23 des Antriebszylinders 11, ausgehend von einer als bekannt voraussetzbaren Ausgangsposition, z.B. der in der Fig. 3 dargestellten dem vollständig eingefahrenen Zustand des Kolbens 23 entsprechenden Endstellung heraus einen Ausfahr-Hub h definierten Betrages ausführen, so muß hierzu die bodenseitige Steuerkammer 24 des Antriebszylin¬ ders 11 mit Druck beaufschlagt werden, d.h. das Hauptsteuer¬ ventil 16 so lange in seine in der Fig. 2 dargestellte Funk¬ tionsstellung I gebracht werden, bis die der Ausführung des

Hubes h entsprechende Soll-Position erreicht ist und mit dem Erreichen dieser Position wieder in seine in der Fig. 3 dar¬ gestellte Grundstellung gelangt sein. Um das Hauptsteuerven¬ til 16 in diese Funktionsstellung zu bringen, bedarf es ge¬ mäß den Darstellungen der Fig. 1 bis 3 einer Verschiebung des Ventilkolbens 87 nach links, d.h. einer Druckentlastung der bodenseitigen Antriebskammer 33 des Stellzylinders 18, die ihrerseits eine - einleitende - Verschiebung der Kolben 39 und 41 des Nachlaufregelventils 19 nach links erfordert, so daß das Teilventil 19'' des Nachlauf-Regelventils 19 den die Verbindung der bodenseitigen Antriebskammer 33 des Stell¬ zylinders 18 mit dem drucklosen Vorratsbehälter 92 des Druck¬ versorgungsaggregats vermittelnden Durchflußpfad 82 freigibt. Die dargestellte Gestaltung der Gewindespindel 48 mit Rechts¬ gewinde vorausgesetzt, wird die erforderliche Verschiebung der Ventilkolben 39 und 41 des Nachlauf-Regelventils 19 da¬ durch erreicht, daß der Schrittmotor 36, gesehen in Richtung des Pfeils 114 der Fig. 2 zu einer Rotation im Uhrzeigersinn angesteuert wird, in dem sich auch die Hohlwelle 49 dreht und dadurch wegen Ihres Gewindeeingriffes mit der Gewinde¬ spindel 48 eine Verrückung nach links erfährt, die die Ven¬ tilkolben 39 und 41 des Nachlaufregelventils 19 mit ausfüh¬ ren. Durch die hieraus resultierende Freigabe des Strömungs¬ pfades 82 des Nachlaufregelventils 19, über den nunmehr Hy¬ drauliköl aus der bodenseitigen Antriebskammer 33 des Stell¬ zylinders 18 abfließen kann, erfährt dessen Kolben 32 eine Verschiebung nach links, die von dem Kolben 87 des Haupt¬ steuerventils 16 mit ausgeführt wird, welches dadurch in seine Funktionsstellung I gelangt. Diese Verschiebung wird auch von dem Gehäuse 37 des Nachlaufregelventils mit ausge¬ führt, wodurch dieses gleichsam wieder in die Grunstellungen 0 seiner Teilventile 19' und 19'' zurückgeführt wird, mit der Folge, daß der Abfluß von Hydrauliköl aus der bodensei¬ tigen Antriebskammer 33 des Stellzylinders 18 wieder unter¬ brochen wird, wodurch der Kolben 32 des Stellzylinders 18 in

einer mit einem bestimmten Öffnungsquerschnitt des freigege¬ benen Strömungspfades 112 des Hauptsteuerventils verknüpften Position stehenbleibt und mit diesem auch das Gehäuse 37 des Nachlaufregelventils 19. Mit dem Einsetzen der Auswärtsbewe¬ gung des Kolbens 23 des Antriebszylinders 11 wird über den Zahnriementrieb 53 auch die Gewindespindel 48, in Richtung des Pfeils 116 der Fig. 1 bis 3 gesehen, im Gegenuhrzeiger¬ sinn rotatorisch angetrieben. Dadurch wird die in der ein¬ leitenden Phase der Sollwert-Einsteuerung nach links ver¬ rückte Hohlwelle 49 nunmehr nach rechts gedrängt, wodurch auch die Kolben 39 und 41 des Nachlaufregelventils 19 rela¬ tiv zu dessen Gehäuse 37 nach rechts geschoben werden, mit der Folge, daß der Durchflußpfad 78 des Teilventils 19' des Nachlaufregelventils 19 geöffnet und dadurch wieder Hydrau¬ liköl in die bodenseitige Antriebskammer 33 des Stellzylin¬ ders 18 verdrängt wird. Der Stellzylinder 18 wird dadurch im Sinne einer Verringerung des zuvor freigegebenen Quer¬ schnitts des Durchflußpfades 112 des Hauptsteuerventils 16 angetrieben, wodurch einerseits der Zustrom von Hydrauliköl in die bodenseitige Antriebskammer 24 des Antriebszylinders 11 verringert wird, so daß dessen Ausfahrgeschwindigkeit abnimmt und andererseits das Gehäuse 37 des Nachlaufregel¬ ventils wieder in diejenige Richtung - nach rechts - ver¬ schoben wird, in der der Durchflußpfad 78 des Teilventils 19' des Nachlaufregelventils 19 wieder gesperrt ist und der Zustrom von Hydrauliköl in die bodenseitige Antriebskammer 33 des Stellzylinders 18 unterbrochen wird. Der Kolben 32 des Stellzylinders 18 bleibt danach in einer einem verrin¬ gerten Durchflußquerschnitt des weiterhin freigegebenen Strömungspfades 112 des Hauptsteuerventils 16 entsprechenden Position stehen, mit der die geringere Bewegungsgeschwindig- keit v des Antriebskolbens 23 des Hydrozylinders 11 ver¬ knüpft ist.

Die Folge hiervon ist, daß auch die Gewindespindel 48 über

den Zahnriementrieb 53 nunmehr mit einer geringeren Rota¬ tionsgeschwindigkeit angetrieben wird, wobei sich, eine ei¬ ner konstanten Bewegungsgeschwindigkeit v des Antriebskol¬ bens 23 des AntriebsZylinders 11 entsprechende Sollwert-Ein- steuerung durch den Schrittmotor 36 mit konstanter Ände- rungsrate des Positions-Sollwertes vorausgesetzt, schlie߬ lich nach wenigen Regelspielen der geschilderten Art ein "eingeschwungener" Gleichgewichtszustand ergibt, in dem sich die Hohwelle 49 und die mit deren Gewinde 51 in kämmendem Eingriff stehende Gewindespindel 48 mit gleicher Winkelge¬ schwindigkeit drehen, mit der Folge, daß die Kolben 39 und 41 der beiden Teilventile 19' und 19" des Nachlaufregelven¬ tils 19 in den den Grunstellungen 0 dieser Teilventile 19' und 19'' entsprechenden Positionen verharren bzw. nur ge¬ ringfügige alternierende Auslenkungen gegenüber diesen Posi¬ tionen ausführen und der in der Grundstellung I des Haupt¬ steuerventils freigegebene Durchflußpfad 112 auf einen Öff¬ nungsquerschnitt eingestellt ist, bei dem unter dem herr¬ schenden Betriebsdruck diejenige Hydraulikölmenge in die bodenseitige Antriebskammer 24 des Antriebszylinders 11 ein¬ strömen - und aus dessen stangenseitiger Antriebskammer 22 verdrängt werden - kann, die dem erwünschten Soll-Wert die¬ ser Geschwindigkeit entspricht.

Bei der vorausgesetzten Art der schrittmotor-gesteuerten Positions- und Geschwindigkeits-Sollwert-Vorgabe ist der Hub, den der Kolben 23 des Antriebszylinders 11 insgesamt ausführen soll, in die Anzahl der elektrischen Steuerimpulse codiert, mit denen der Schrittmotor 36 bis zur vollständigen Ausführung des Kolbenhubes angesteuert werden muß, die Ge¬ schwindigkeit, mit der der Kolben diesen Hub ausführt, in die Frequenz der AnSteuerimpulse und der Drehsinn, in dem der Schrittmotor rotiert, z.B. durch die Polarität seiner AnSteuerimpulse oder die Phasenlage zweier oder mehrerer Ansteuerimpulsfolgen zueinander, mit denen Erregerwicklungen

des Schrittmotors angesteuert werden, der in einer typischen auslegung zur Ausführung einer 360° Umdrehung seiner An¬ triebswelle 44 mit 400 Schrittimpulsen angesteuert wird, die jeweils zu einer Drehung der Abtriebswelle 44 um 0,9° füh¬ ren.

Die insoweit nach Aufbau und Funktion zusammenfassend erläu¬ terte hydraulische Antriebseinheit 10 beinhaltet hiernach zwei über das Nachlaufregelventil 19 miteinander gekoppelte Regelkreise, deren einer als Nachlauf-Regelkreis für den Stellantrieb 18 und deren zweiter als Nachlauf-Regelkreis für den Antriebszylinder 11 aufzufassen sind.

Der auf den Antriebszylinder 11 wirkende Regelkreis hat hierbei eine Regelkreisverstärkung K _v , die durch die Bezie¬ hung

gegeben ist, in welcher mit v die - konstante - Bewegungsge¬ schwindigkeit des Antriebskolbens 23 im eingeschwungenen - stationären - Zustand der Regelung bezeichnet ist und mit s ein Nachlaufweg, der den "Abstand" - Unterschied - zwischen dem z.B. mittels des Schrittmotors 36 eingesteuerten Soll- Wert der Position des Kolbens 23 und deren Ist-Wert bezeich¬ net. Ein typischer Wert für die Kreisverstärkung K _v des Lei¬ stungsregelkreises ist z.B. ein Wert von 10 s ^_1 .

Aus Gründen einer guten Stabilität der Regelung sollte die der Beziehung (1) entsprechende Kreisverstärkung unter Be¬ rücksichtigung einer stets vorhandenen Dämpfung nicht größer sein als die für den fiktiven dämpfungsfreien Fall anzuneh¬ mende Eigenfrequenz f ₀ , die durch die Beziehung

Λ 1 (2)

gegeben ist, in welcher mit c die hydraulische Steifigkeit bezeichnet ist, die im wesentlichen durch die Steifigkeit der eingeschlossenen Ölsäulen bestimmt ist, während mit m die mit dem Antriebskreis angetriebene Masse bezeichnet ist, z.B. der Pressenbär einer Presse. Aus der Beziehung (2) er¬ gibt sich andererseits, daß die Kreisverstärkung des Stell¬ antriebs 18, dessen Druckbeaufschlagung und -entlastung mit¬ tels des Nachlauf-Regelventils 19 gesteuert wird, sehr hoch sein kann, da wegen der geringen Länge der eingeschlossenen Ölsäule die hydraulische Steifigkeit dieses Regelkreises hoch ist und die zu bewegende Masse, im wesentlichen die Masse des Kolbens 87 des Hauptsteuerventils 16 gering ist. Verglichen mit dem Hauptantriebs-Regelkreis, für den eine Kreisverstärkung K _vl von 10 s ^-1 ein typischer Wert sein mag, ist der Nachlaufregelkreis des Stellantriebes mit einer Kreisverstärkung K _v2 betreibbar, die um einen Faktor 50 bis 100 höher sein kann als diejenige des Antriebsregelkreises.

Hierdurch ist es möglich, mit sollwertseitig geringer Ein¬ gangsleistung - im wesentlichen der elektrischen Antriebs¬ leistung des Sollwert-Vorgabe-Motors 36 hohe hydraulische Nutzleistungen zu steuern.

Zur Erläuterung des in der Fig. 1 schematisch und in der Fig. 3 in baulichen Einzelheiten wiedergegebenen Feinsteuer¬ ventils 17 sei nunmehr auch auf die Querschnittsdarstellung der Fig. 4 verwiesen, die die Anordnung der durchgehenden Bohrung 63 des Nachlaufregelventils 19, einer durchgehenden Ventilbohrung 117 des Feinsteuerventils 17 sowie zweier Kam¬ merbohrungen 118 des hydraulischen Stellantriebes 18 inner¬ halb des Kolbens 87 des Hauptsteuerventils 16 zeigt, der seinerseits von der durchgehenden Bohrung 88 des Gehäuses 86 des Hauptsteuerventils 16 aufgenommen ist.

Die zentrale Längsachse 38 der Bohrung 63, die zentralen Längsachsen 119 der beiden Bohrungen 118 für den Stellan¬ trieb 18 und die zentrale Längsachse 121 der durchgehenden Bohrung 117 des das Gehäuse für das Nachlaufregelventil 19 und das Feinsteuerventil 17 bildenden Kolbens 87 des Haupt¬ steuerventils 16 liegen auf einem mit der zentralen Längs¬ achse 43 einer die Hohlwelle 49 der Betätigungseinrichtung 42 des Nachlaufregelventils aufnehmenden, mit dieser, abge¬ sehen von einem kleinen Spiel durchmessergleichen Längsboh¬ rung 122 konzentrischen Bohrungskreis und sind entlang des¬ selben in gleichen azimutalen Abständen von 90° angeordnet, wobei die Bohrungen 63 und 117 für das Nachlaufregelventil 19 bzw. das Feinsteuerventil 17 bezüglich der zentralen Längsachse 43 der die Hohlwelle 49 aufnehmenden zentralen Bohrung 122 einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind, desgleichen die Bohrungen 118 für den Stellantrieb 18.

Zweck des zu dem Hauptsteuerventil 16 hydraulisch parallel geschalteten Feinsteuerventils 17 ist es, eine hohe Posi¬ tioniergenauigkeit des Leistungsantriebs-Hydromotors 11 auch dann zu ermöglichen, wenn die kolbenseitigen Steuerkanten 107 und 108 des Kolbens 87 und die gehäuseseitigen Steuer¬ kanten 109 und 111 des Hauptsteuerventils 16, gesehen in dessen Grundstellung, eine relativ große positive Über¬ deckung e haben, wie anhand der Fig. 2 und 3 vorstehend er¬ läutert und in vergrößertem Maßstab in der Fig. 5a darge¬ stellt, auf die ergänzend verwiesen sei.

Wird, ausgehend von dieser Grundstellung 0 des Hauptsteuer¬ ventils 16 dessen Kolben 87 als Folge seiner Ansteuerung über das Nachlauf-Regelventil 19 gesteuerten Betätigung in Richtung des Pfeils 114' verschoben, d.h. gemäß Fig. 5a nach links, so setzt eine zunehmende Freigabe des Strömungspfades 112 des Hauptsteuerventils 116 erst dann ein, wenn sein Kol¬ ben 87 die in der Fig. 5b, auf die ebenfalls ergänzend ver-

wiesen sei, gestrichelt dargestellte Position erreicht hat, d.h. seine eine - rechte - kolbenseitige Steuerkante 108 und die rechte gehäuseseitige Steuerkante 109 einander mit der Überlappung 0 gegenüberstehend angeordnet sind. Erst durch weitere Verschiebung des Ventilkolbens 87 des Hauptsteuer¬ ventils 16 wird mit zunehmendem Öffnungsquerschnitt der Strömungspfad 112 des Hauptsteuerventils, d.h. dessen Funk¬ tionsstellung I freigegeben. Eine hiermit verknüpfte Aus¬ wärtsbewegung des Kolbens 23 des Leistungsantriebs-Hydromo¬ tors 11 setzt daher in praxi erst zu demjenigen Moment ein, zu dem die Überlappung dieser beider Steuerkanten 108 und 109 negativ zu werden beginnt.

Wird, nachdem sich zwischenzeitlich durch die erläuterte Nachlaufregelung eine konstante Vorschubgeschwindigkeit des Kolbens 23 des Leistungs-Hydromotors 11 eingestellt hat, die der in der Fig. 5b in ausgezogenen Linien dargestellten Po¬ sition des Ventilkolbens 87 des Hauptsteuerventils 16 rela¬ tiv zu seinem Gehäuse 86 entspricht, die Ansteuerung des Schrittmotors 16 mit Positions-Sollwert-Vorgabeimpulsen be¬ endet, so führt dies zu einer in Richtung des Pfeils 116' gerichteten Verschiebung des Kolbens 87 des Hauptsteuerven¬ tils 16 relativ zu seinem Ventilgehäuse 86 und damit schon dann zu einer Sperrung des in der Funktionsstellung I des Hauptsteuerventils 16 freigegebenen Strömungspfades 112, wenn die kolbenseitige Steuerkante 108 und die gehäuseseiti¬ ge Steuerkante 109 wieder in die der Überdeckung 0 entspre¬ chende, in der Fig. 5b gestrichelt eingezeichnete Position gelangt sind, mit der Folge, daß ab Erreichen dieser Posi¬ tion durch eine Bewegung des Kolbens 87 in Richtung des Pfeils 116' der Antriebskolben 23 des Leistungs-Hydromotors 11 stehen bleibt, d.h. bevor das Hauptsteuerventil 16 wieder in seine in der Fig. 5a dargestellte Grundstellung 0 gelangt ist.

Die hierdurch bedingte Hysterese des Hauptsteuerventils 16 gegenüber den Funktionsstellungen 0 und I bzw. 0 und II der Teilventile 19' und 19" des Nachlaufregelventils 19 würde hinsichtlich der Endpositionen des Antriebskolbens 23 des Leistungs-Hydromotors 11 zu einer Ungenauigkeit führen, die umso größer wäre, je größer die positive Überdeckung der kolbenseitigen Steuerkanten 107 und 108 mit den gehäusesei- tigen Steuerkanten 111 und 109 in der Grundstellung des Hauptsteuerventils 16 ist.

Um eine derartige Ungenauigkeit mit dem Kolben 23 des Lei- stungs-Hydromotors 11 anfahrbarer Positionen zu vermeiden, ist das Feinsteuerventil 17 dahingehend ausgebildet, daß es einen funktionell dem Durchflußpfad 112 des Hauptsteuerven¬ tils 116 entsprechenden Durchflußpfad 112' , über den der Ausgangsdruck des Druckversorgungsaggregats 26 in die boden¬ seitige Antriebskammer 24 des Leistungs-Hydromotors 11 ein- koppelbar ist, oder einen funktioneil dem Durchflußpfad 113 des Hauptsteuerventils 16 entsprechenden Durchflußpfad 113' schon dann freigibt, wenn das HauptSteuerventil 16 zur An¬ nahme seiner Funktionsstellung I oder seiner Funktionsstel¬ lung II angesteuert wird.

Dies bedeutet, daß ventilkörperseitige Steuerkanten 124 und 126 und gehäuseseitige Steuerkanten 127 und 128 des Fein¬ steuerventils 17, durch deren Relativbewegungen entweder der eine Durchflußpfad 112' oder der andere Durchflußpfad 113' des Feinsteuerventils 17 mit veränderbarem Strömungsquer¬ schnitt freigebbar sind, in der Grundstellung des Feinsteu¬ erventils 17 die Überdeckung 0 haben müssen oder eine von 0 allenfalls geringfügig verschiedene - positive - Überdeckung haben dürfen, und daß die Grundstellungen 0 sowohl des Fein¬ steuerventils 17 als auch des Hauptsteuerventils 16 exakt, d.h. in einem weitestmöglichen Maß übereinstimmen müssen.

Zu diesem Zweck ist das Feinsteuerventil 17 in Analogie zu dem Nachlaufregelventil 19 als aus zwei Teilventilen 17' und 17'' bestehend ausgebildet, die je einen der Grundform nach zylindrischen Kolben 129 bzw. 131 haben, die von der durch¬ gehenden Bohrung 117 des durch den Kolben 87 des Hauptsteu¬ erventils 16 gebildeten "Gehäuses" des Feinsteuerventils 17 aufgenommen sind.

Diese Kolben 129 und 131 haben je eine Ringnut 132 bzw. 133, deren voneinander entfernte radiale Nutwangen über die kol- benseitigen Steuerkanten 124 und 126 an die Zylindermantel¬ flächen anschließen, die druckdicht-gleitfähig von der Durchgangsbohrung 117 des das Gehäuse des Feinsteuerventils bildenden Kolbenteils des Hauptsteuer-Ventilkolbens 87 auf¬ genommen sind.

Die Kolben 129 und 131 der beiden Feinsteuer-Ventilelemente 17' und 17" werden durch eine vorgespannte, zentral ange¬ ordnete, vorgespannte Feder 134 gegen je einen Anschlagstift 136 bzw. 137 gedrängt, die koaxial mit der zentralen Längs¬ achse 121 der durchgehenden Bohrung 117 des Kolbens 87 des Hauptsteuerventils angeordnet sind, der das Gehäuse des Feinsteuerventils 17 bildet. Diese Anschlagstifte 131 und 137 sind als in Gewindebohrungen des Gehäuses 86 des Haupt¬ steuerventils schraubbar geführte Stellschrauben ausgebil¬ det, mittels derer die Positionen der kolbenseitigen Steuer¬ kanten 124 und 126 der Kolben 129 und 131 des Feinsteuerven¬ tils bezüglich des Gehäuses 86 des Hauptsteuerventils 16 einstellbar sind. Dadurch ist es möglich, den entlang der zentralen Achse 121 der Durchgangsbohrung 117 des Kolbens 87 des Hauptsteuerventils 16 gemessenen Abstand der Steuerkan¬ ten 124 und 126 der Ventilkörper 129 und 131 der Teilventile 17' und 17" des Feinsteuerventils 17 exakt auf denjenigen Abstand einzustellen, den dessen gehäuseseitige - am beweg¬ lichen Kolben 87 des Hauptsteuerventils 16 angeordnete Steu-

erkanten 127 und 128 - konstruktiv bedingt voneinander haben.

Das Feinsteuerventil 17 kann daher, bei festgehaltenem Kol¬ ben 87 des Hauptsteuerventils 16, stets dahingehend justiert werden, daß die Überdeckung seiner kolbenseitigen Steuerkan¬ ten 124 und 126 mit seinen gehäuseseitigen Steuerkanten 127 und 128 0 ist oder einem beliebigen gewünschten - kleinen - Wert entspricht, wenn sich das Feinsteuerventil 17 in seiner Grundstellung befindet.

Schon allein hierdurch ist es möglich, gleichsam experimen¬ tell, d.h. durch Versuche, eine Position der Kolbenelemente 129 und 131 des Feinsteuerventils 17 zu ermitteln, der eine Grundstellung 0 des Hauptsteuerventils 16 entspricht, in der die Steuerkanten 107 und 108 seines Ventilkolbens 87 mit den für das Hauptsteuerventil maßgeblichen gehäuseseitigen Steu¬ erkanten 109 bzw. 111 dieselbe - positive - Überdeckung gleichen Betrages haben und dadurch das Feinsteuerventil 17 auf die genannte Position seiner Ventilkolben-Elemente 129 und 131 einzustellen.

Durch diese Justierbarkeit der Kolben-129 und 131 der das Feinsteuerventil 17 bildenden Teilventile 17' und 17", die ihrer Funktion nach gemeinsam gesteuerte 2/3-Wegeventile mit einer der Überdeckung 0 oder einer sehr kleinen - positiven - Überdeckung ihrer Steuerkanten 124 und 127 bzw. 126 und 128 entsprechenden Grundstellung 0, einer Durchflußstellung I und einer Sperrstellung II sind, wobei das eine Teilvenil 17' oder 17'' jeweils in seine Sperrstellung II gelangt, wenn das andere Teilventil 17" bzw. 17' in seine Durchflu߬ stellung I gelangt, wird erreicht, daß mit jeder Auslenkung des Ventilkolbens 87 des Hauptsteuerventils 16 und der mit dieser einhergehenden Verschiebung des durch diesen Kolben 87 gebildeten Gehäuses des Feinsteuerventils 17 eine defi¬ nierte Veränderung des wirksamen Durchflußquerεchnittes ver-

knüpft ist, unter den Hydrauliköl in die bodenseitige An- triebskammer 24 des Antriebshydromotors 11 hinein verdräng¬ bar ist oder aus diesem abströmen kann, und daß mit der Sperrung dieses Strömungspfades, d.h. der Stillstands-Posi¬ tion des Kolbens 23 des Antriebs-Hydromotors 11 stets eine genau definierte Position des Kolbens 87 des Hauptsteuerven¬ tils 16 sowie des Gehäuses des Feinsteuerventils 17 ver¬ knüpft ist, die durch die gehäusefeste Anordnung seiner Ven¬ tilkolben 129 und 131 vorgebbar ist. Mit der hydraulischen Antriebseinheit 10 ist daher ein sehr genaues und feinfühli¬ ges Einhalten einer vorgegebenen Position des Kolbens 23 des Hydromotors 11 mit nur geringer Steuerenergie möglich, die mittels des Schrittmotors 36 und das Nachlaufregelventil 19, wie im einzelnen schon erläutert, einsteuerbar ist.

Der in dem Gehäuse 86 hin- und herverschiebbar gelagerte Kolben 87 ist aus fertigungstechnischen Gründen zweiteilig ausgebildet und umfaßt ein äußeres, dickwandig-mantelför- miges Kolbenteil 87', das mit den kolbenseitigen P- und T- Nuten 101 und 102 versehen ist, und ein inneres, zylin- drisch-blockförmiges Kolbenteil 87", das mit der zentralen, von der Hohlwelle 49 der Betätigungseinrichtung 42 des Nach¬ laufregelventils 19 durchsetzten Durchgangsbohrung 122, der Durchgangsbohrung 63 des Nachlauf-Regelventils 19, der Durchgangsbohrung 117 des Feinsteuerventils 17 und den Kam¬ merbohrungen 118 für den Stellantrieb 18 versehen ist.

Die in den Fig. 2, 3 und 4 jeweils mit 118 bezeichneten Kam¬ merbohrungen sind als Sackbohrungen ausgebildet, die gemäß den Darstellungen der Fig. 2 und 3 von der rechten Stirnsei¬ te des inneren Kolbenteils 87" in dieses eingebracht sind. In diese Bohrungen 118 ist je ein zylindrischer Kolben 138, relativ zu dem Kolbenelement 87'' des Hauptsteuerventilkol¬ bens 87 druckdicht beweglich eingesetzt, der an einem sich entlang der zentralen Längsachse 119 der jeweiligen Bohrung

118 erstreckenden, gehäusefesten schlanken Anschlagstift 139 axial abgestützt ist.

Die durch die beiden Sackbohrungen 118 und die beiden Kolben 138 begrenzten Kammern, die über radiale Kanäle des inneren Kolbenelements 87'' und des äußeren Kolbenelements 87' in kommunizierender Verbindung mit dessen äußerer P-Nut 101 stehen, bilden insgesamt die im Betrieb der Antriebseinheit permanent unter dem Ausgangsdruck P des Druckversorgungsag¬ gregats gehaltene Antriebskammer 34 des Stellantriebes 18, die in der Fig. 1 als stangenseitige Kammer des doppelt wir¬ kenden Stell-Antriebszylinders 18 dargestellt ist.

In koaxialer Anordnung mit der zentralen Längsachse 119 der Sackbohrungen 138 sind in das innere Kolbenteil 87' des Kol¬ bens 87 des Hauptsteuerventils 16 auch von der linken Stirn¬ seite her eingebrachte Sackbohrungen 118' angebracht, in die je ein zylindrischer Kolben 138' relativ zu dem Kolbenele¬ ment 87'' druckdicht verschiebbar eingesetzt ist, der wie¬ derum an einem sich entlang der zentralen Längsachse 121 der jeweiligen Bohrung 118' erstreckenden gehäusefesten An¬ schlagstift 139' axial abgestützt ist.

Diese beiden Sackbohrungen 118' und die beiden Kolben 138', deren Querschnittfläche jeweils um den Faktor 2 größer ist als diejenige der durch die axial gegenüberliegend angeord¬ neten Sackbohrungen 118 und Kolben 138, begrenzten Kammern, die über das Nachlauf-Regelventil 19 alternativ mit dem drucklosen Vorratsbehälter 92 des Druckversorgungsaggregatε oder dessen Hochdruckausgang 81 verbindbar sind, bilden ins¬ gesamt die in der Fig. 1 als bodenseitige Antriebskammer 33 des Stellantriebs 18 dargestellte Antriebskammer desselben.

Durch die geschilderte Ingetration des Nachlauf-Regelventils 19, des Feinsteuerventils 17 und des insgesamt durch zwei

Kolben- und -Bohrungspaare gebildeten Stellantriebes 18 in den Kolben 87 des Hauptsteuerventils wird eine besonders raumsparende Bauweise des elektrohydraulischen Steuerteils der Antriebseinheit 10 insgesamt erzielt, die wegen der ge¬ ringen Längen der Hydrauliköl-Strömungspfade auch eine hohe hydraulische Steifigkeit ergibt und dadurch zu hohen Werten der erreichbaren Kreisverstärkung K _v beiträgt.

Die Antriebseinheit 10 ist mit einem lediglich schematisch dargestellten elektronischen Positionssensor 141 ausgerü¬ stet, dessen Ausgangssignal ein genaues Maß für Auslenkungen der Betätigungseinrichtung 42 des Nachlauf-Regelventils 19 in Richtung der zentralen Längsachse 43 der Betätigungsein¬ richtung 42 sind.

In spezieller Gestaltung ist der Positionssensor 141 durch einen fest am Gehäuse 86 des Hauptsteuerventils 16 montier¬ ten Magnetfeld-Sensor realisiert, der die Feldstärke eines an einem der Betätigungsarme 68 oder 69 des Nachlaufregel¬ ventils 19 fest montierten Permantmagneten 142 erfaßt, der so angeordnet ist, daß unter den auftretenden axialen Ver¬ rückungen der Betätigungseinrichtung 42 die Feldstärke am Ort des Magnetfeld-Sensors in sehr guter Näherung linear variiert, so daß das Ausgangssignal des Magnetfeldsensors 141 direkt dem Auslenkungshub der Betätigungseinrichtung 42, z.B. deren Hohlwelle 49 proportional ist.

Der Positionssensor 141 kann auf einfache Weise durch Auf¬ nahme seiner Weg/Ausgangssignalpegel-Kennlinie und Anfahren der Grundstellungen des Nachlauf-Regelventils 19 und des Feinsteuerventils 17 bzw. des Hauptsteuerventils 16 geeicht und zu einer fortlaufenden Bestimmung des Nachlaufweges s genutzt werden.

Alternativ oder zusätzlich zu dem die Position der Hohlwelle

49 der Betätigungseinrichtung 42 erfassenden Positionssensor 141 kann auch ein nicht dargestellter Positionsgeber vorge¬ sehen sein, der die Auslenkungen des Ventilkolbens 87 des Hauptsteuerventils 16 relativ zu dessen Gehäuse 86 erfaßt.

In den Fig. 1 bis 5b sind bau- funktionsgleiche oder -analo¬ ge Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen belegt. So¬ weit in den Figuren l-5b Bezugszeichen für Elemente angege¬ ben sind, die bei der Erläuterung der jeweiligen Fig. nicht erwähnt, sondern anhand einer anderen Fig. beschrieben wor¬ den sind, soll dies den Verweis auf den diesbezüglichen Be¬ schreibungsteil beinhalten.