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Die Erfindung betrifft ein Hydraulikventil in der Ausführung als Wege-Umschaltventil, in hydraulischer Verbindung mit einem Grundventil, das zur Umschaltung des Grundventils auf mehrere Verbraucher in der Funktion als Parallelweiche einsetzbar ist, wobei das Umschaltventil bzw. die Hydraulische Parallelweiche vorzugsweise als 6/2-Wegeventil ausgeführt ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Mobile Arbeitsmaschinen, wie z. B. Traktoren, Radlader, Bagger u. s. w., sind zur komfortablen Verstellung ihrer Arbeitswerkzeuge zunehmend mit proportionalen, elektrohydraulischen Ventilsteuerungen ausgestattet. Die Serien-Grundausstattung besteht zumeist aus einem Mehrfach-Wegeventilblock mit dem die Grundausstattung der Hauptwerkzeuge ohne sonstige, zusätzliche Eingriffe, direkt angesteuert werden können. Da die modernen el.-hydr. Proportionalsteuerblöcke zur Vermeidung unnötiger Investitionskosten in der Anzahl ihrer Teilfunktionen auf die Grundversion der Maschinen ausgelegt sind, wären bei individuell erforderlichen Zusatzfunktionen für zusätzliche Arbeitswerkzeuge Abweichungen von der Serienausführung mit der Aufstockung der Anzahl der Proportionalventile im Steuerblock notwendig bzw. ein späterer Umbau oder Austausch des höherwertigen Proportionalsteuerblocks mit aufwendigen Umbau-Montagearbeiten erforderlich. Je nach Einbausituation ist ein größerer Wegeventilblock gar nicht einbaubar. Zur Anpassung dieser mobilen Arbeitsmaschinen an individuelle Erfordernisse der jeweiligen Maschinenbetreiber haben sich Zusatzventile mit reinen Umschaltfunktionen eingeführt und als kostengünstige Alternative bewährt. Es gibt unterschiedliche Bezeichnungen für diese einfacheren und kostengünstigeren Zusatzventile, wie z. B. Umschaltventil, Hydraulikweiche, Hydraulisches Verteilerventil, diverter valves – für zwei damit angeschlossene Verbraucher in der Definition als 6/2-Wegeventil und bei drei angeschlossenen Verbrauchern als 8/3-Wegeventil usw., wobei die 6/2-Versionen am häufigsten verwendet werden und die nachfolgenden Beschreibungen sich darauf schwerpunktmäßig beziehen.
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Der Stand der Technik dieser Zusatzventile kann beispielhaft mit Hilfe der Katalogunterlagen zu den sogen. Umschaltventilen der Firma Walvoil S. P. A. beschrieben werden. Diese Unterlagen sind im Internet unter www.walvoil.com zugänglich und zwar über → DIVERTER VALVES; → Serie DFE; PDF: DF/DFE/DH. Hieraus erhält man umfangreiche Datenblätter (DGR002E – valvoilgroup) und techn. Beschreibungen zu Umschaltventilen die dem allgemein gültigen Stand der Technik entsprechen. Auf der Seite 57 der zitierten Unterlagen ist ein DFE 6/2-Wegeventil (6-way) im Schnitt dargestellt, daraus ist erkennbar, dass es sich dabei um ein sogen. Schieberventil handelt. Die mit A und B bezeichneten Anschlüsse werden mit den Arbeitsanschlüssen des Grundventils (zumeist auch mit A... und B... bezeichnet) angeschlossen und die Anschlüsse E und F werden mit dem ersten Verbraucher und die Anschlüsse C und D mit dem zweiten Verbraucher angeschlossen. Je nach Schaltstellung 1 oder 2 des DFE kann vom proportional steuerbaren Grundventil aus der erste oder alternativ der zweite Verbraucher von der Betätigungsperson, somit auch entsprechend den Arbeitserfordernissen gezielt, langsam oder schneller proportional betätigt werden.
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Aus dem Datenblatt S. 54, derselben Unterlagen, ist aus der Zeile 'Internal leakage A(b) → T' das Leckageverhalten dieser Ventilbauart mit Zahlen benannt, d. h. z. B. bei der Baugröße DFE052 ist eine Leckage von 7 cm3/min. bei einem Druckunterschied von 100 bar und einer (Ölviskosität von 46 cSt, vorhanden.
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Wird das DFE052 in einer Schaltstellung für die Betätigung einer Hubfunktion eingesetzt, kann diese Leckage nicht erwünscht oder sogar gefährlich sein, da z. B. in Grundstellung des DFE052 das Nebenwerkzeug absinken kann oder während der Betätigung des alternativ geschalteten Verbrauchers, je nach Druckverhältnissen über die Leckage vom alternativen Verbraucher auch ungewollt verstellt werden kann. Ebenso sind auch Leckagerückwirkungen vom Nebenwerkzeug auf das zweite Werkzeug möglich. Das ursprünglich für die Nebenfunktion mit zusätzlichen Sitzventilen ausgeführte Grundventil wird somit, bezogen auf die ursprünglich gewählte Funktion 'Dichtheit', vom Umschaltventil umgangen und damit wirkungslos.
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Der Vorteil der kostengünstigen Mehrfachnutzung höherwertiger Proportional-Wegeventile durch die beschriebenen Umschaltventile ist in solchen Fällen aufgrund des bekannten Leckageverhalten von Schieberventilen deshalb nicht möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist, Umschaltventile der beschriebenen Art und Anwendung so weiterzubilden, dass mindestens ein Verbraucher mit der Forderung des leckagefreien Anschlusses an ein Umschaltventil angeschlossen und betätigt werden kann und die im Grundventil vorhandene Leckagefreiheit nicht negativ beeinflusst wird.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Längsschieberventilanordnung der bekannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung aufgezeigt.
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Dementsprechend zeichnet sich das erfindungsgemäße Umschaltventil dadurch aus, dass ein 3-Wege-Bereich in Sitzventiltechnik und ein 3-Wege-Bereich oder weitere 3-Wege-Bereiche in Schieberventiltechnik innerhalb eines Wege-Umschaltventils ausgeführt ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist, bezogen auf die Schieberlängsachse, der Wegeventilschieber mit konzentrischen Schiebersteuerkanten und Sitzsteuerkanten ausgeführt, bei axialer Beabstandung der Sitzsteuerkanten zu den Schiebersteuerkanten, in paralleler Anordnung.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird Sitzdichtheit dadurch erreicht, dass in den Schalt-Endstellungen der Hydraulischen Parallelweiche die Sitzsteuerkanten axial mit Axialspalt Null gegenüber der Gehäuse-Sitzflächen anliegen und die dazu parallelen Schiebersteuerkanten mit Radialspiel zur Schieberbohrung ausgeführt sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Wegeventilgehäuse im Bereich der Schieberbohrung ungeteilt wobei der Wegeventilschieber mehrteilig ausgeführt ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine erste Sitzsteuerkante direkt am Wegeventilschieber ausgebildet ist und dazu um 180° gegenüberliegend, im Abstand des Wegeventilschieberhubes, eine zweite Sitzsteuerkante an einer, auf dem Wegeventilschieber zentrierten Ventilbuchse, mit gleicher Sitzgeometrie angeordnet ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Ventilbuchse mit radialem wie axialem Spiel gegenüber dem Wegeventilschieber formschlüssig fixiert.
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In weiteren Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung aufgeführt.
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Mit dieser Erfindung ist es möglich Umschaltventile auch für Zusatzwerkzeuge mit Nebenfunktion o. ä. in mobilen Arbeitsmaschinen einzusetzen ohne den schädlichen Einfluss von Schieberleckagen. Es ist möglich diese neuen Ventile als Leitungseinbauventile oder Anbauventile, direkt auf dem Grundventil angebaut, auszuführen. Die grundsätzlichen, erfindungsgemäßen Vorteile sind bei beiden Bauarten gleichwertig vorhanden. Funktionserweiterungen bereits im Einsatz befindlicher Grundventile in Maschinensteuerungen ist mit Hilfe der Erfindung, ohne Austausch oder Erweiterung der Grundventile, sehr einfach und ohne großen Montageaufwand möglich.
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Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
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Es zeigen:
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1 Teil-Schaltplan einer Load-Sensing-Steuerung mit daran angeschlossener Hydraulischer Parallelweiche als 6/2-Schaltbildsymbol, gemäß der Erfindung.
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2 Einen Teilschnitt einer ersten, erfindungsgemäßen Hydraulischen Parallelweiche als Beispiel einer 6/2-Version.
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3a, b Detailansicht der erfindungsgemäßen Steuerkanten aus 2.
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4a–c Hydraulische Parallelweiche mit alternativen Betätigungen.
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In 1 ist lediglich eine Wegeventilsektion 2 als eine Funktionseinheit innerhalb eines Load-Sensing-Steuerblockes 1 als vollständiges Schaltbildsymbol dargestellt. Üblicherweise besteht der Load-Sensing-Steuerblock 1 aus mehreren, nicht dargestellten Wegeventilsektionen einschließlich Anschluss- und Endplatte. Dieser Aufbau, evtl. auch alternativ mit Load-Sensing-Verstellpumpe, ist dem Fachmann aus der Praxis oder Fachliteratur bekannt und muss nicht weiter erläutert werden. Je nach Position innerhalb des Load-Sensing-Steuerblockes 1 sind die Arbeitsanschlüsse durchnummeriert, im dargestellten Fall beispielhaft als A2 und B2. Aus dem Symbol von 2 ist auch erkennbar, dass die Arbeitsanschlüsse A2 bzw. B2 bei Druckbeaufschlagung vom angeschlossenen Verbraucher mit zusätzlichen Sitzventilen SV1 und SV2 innerhalb des Load-Sensing-Blockes 1 als Schutz gegen interne Schieberleckagen im Load-Sensing-Block 1 geschützt sind. Die Hydraulische Parallelweiche 3 ist als Umschaltventil zwischen dem Load-Sensing-Block 1, bzw. der Wegeventilsektion 2 und dem ersten Verbraucher 4, beispielhaft ein doppeltwirkender Zylinder mit symbolhaft dargestellter Gewichtsbelastung 5 in Senkenrichtung und dem zweiten Verbraucher 6, beispielhaft als rotierender, doppeltwirkender Hydraulikmotor, zwischengeschaltet. Die Anschlussbezeichnungen der Hydraulischen Parallelweiche 3 entsprechen dabei, eingangsseitig mit A und B und ausgangsseitig mit C, D, E und F dem bekannten Schema aus dem Stand der Technik. Somit ist A2 mit A und B2 mit B hydraulisch verbunden, dabei ist es für die Funktion der Hydraulischen Parallelweiche 3 unerheblich ob die Verbindung über Hydraulikleitungen oder durch direkten Aufbau der Hydraulischen Parallelweiche 3 auf die jeweilige Sektion, im Beispiel Sektion 2, erfolgt. Die Schaltbetätigung der Hydraulischen Parallelweiche 3 ist im Beispiel mit elektrohydraulischer Betätigung 7 dargestellt. In ihrer stromlosen Grundstellung verbindet die Hydraulische Parallelweiche 3 die Sektion 2 mit dem ersten Verbraucher 4, da es sich hierbei um einen Verbraucher mit gewichtsbelasteter Hubfunktion handelt, müssen interne Leckagen in der Hydraulischen Parallelweiche 3 verhindert sein, was symbolhaft entsprechend dargestellt ist. In Ruhestellung der Sektion 2 wird ein Absinken des Gewichtes 5 durch das zusätzliche, dichte Sitzventil SV1 im Anschluss B2 verhindert, so dass die Durchgangsverbindung in der Hydraulischen Parallelweiche 3 zum ersten Verbraucher 4 ebenfalls gegen interne Leckage, in diesem Fall zum Anschluss F, dicht ausgeführt sein muss. Gleichzeitig wird dadurch auch eine unerwünschte Lageveränderung am zweiten Verbraucher 6 durch Lecköleinströmung, verursacht durch höheren Lastdruck am ersten Verbraucher 4, verhindert. Wird die Hydraulische Parallelweiche 3 in ihre zweite Schaltstellung geschaltet, so dass der zweite Verbraucher 6 aktiv mittels der Sektion 2 (B2 → F; A2 → D) angesteuert bzw. bewegt werden kann, muss zum einen der erste Verbraucher 4 in seiner zuletzt angefahrenen Position sicher stehen bleiben bzw. darf nicht absinken und zum zweiten darf ein evtl. höherer Druck am zweiten Verbraucher 6 nicht eine Lageveränderung des ersten Verbrauchers 4 verursachen was ebenfalls durch die erfindungsgemäße Schieber-Sitz-Kombination innerhalb der Hydraulischen Paralleleweiche 3 erreicht ist.
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2 zeigt in einem Teilschnitt die erfindungsgemäße Schieber-Sitz Kombination, am Beispiel eines 6/2-Umschaltventils, mit der die Funktion der Hydraulischen Parallelweiche 3, wie bei 1 beschrieben, gewährleistet ist. In einem einteiligen Wegeventilgehäuse 20 ist ein mehrteiliger Wegeventilschieber 21 mit dem üblichen Passungsspiel längsverschieblich eingebaut. Das Wegeventilgehäuse 20 hat die eingangsseitigen Anschlüsse A und B, sowie die ausgangsseitigen Anschlüsse C und D, sowie E und F. Gezeigt ist die Version mit elektrohydraulischer Betätigung 7 mit Steueröl-Druckanschluss 7.1 und Steueröl-Tankanschluss 7.2. Die mechanische Verbindung der elektrohydraulischen Betätigung 7 zur Wegeventilschieber-Baugruppe 21 erfolgt über die Gewindeverbindung 7.3. Auf der entgegengesetzten Seite des Wegeventilschiebers 21 ist der Raum 7.4, vorzugsweise über interne Verbindungskanäle, ebenfalls zum Tankanschluss 7.2 hin entlastet. Die elektrohydraulische Wegeventilbetätigung 7 entspricht dem Stand der Technik und wird deshalb nicht weiter erläutert.
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In der stromlosen Schaltstellung, wie gezeigt, besteht einerseits Verbindung zwischen den Anschlüssen (B2)B → E sowie C → A(A2). Wie aus 1 ersichtlich ist somit der erste Verbraucher 4 mit dem Grundventil 2 hydraulisch verbunden und ansteuerbar. Andererseits sind die Anschlüsse F und D zum zweiten Verbraucher 6, gegenüber dem Grundventil 2, hydraulisch gesperrt. Innerhalb des Wegeventilgehäuses 20 sind vier, zu den Ausgangsanschlüssen E, F, C und D zugeordnete, statische Steuerkanten funktionswesentlich und zwar: G1, G2, G3 und G4. Mit diesen Gehäusesteuerkanten im dynamischen Eingriff sind die Schiebersteuerkanten S11 und S12 mit G1, S21 und S22 mit G2, S3 mit G3 und S4 mit G4. Die Funktionsweise der Steuerkanten G3 mit S3 bzw. G4 mit S4 entsprechen den Schaltfunktionen bei bekannten Längsschieberventilen, d. h. der nach dem Stand der Technik auch als Steuerkolben bezeichnete Wegeventilschieber 21 ermöglicht in diesem 3-Wege-Bereich der Hydraulischen Parallelweiche 3 die Verbindung oder Trennung der Verbraucheranschlüsse C oder D gegenüber dem Eingangsanschluss A und kann somit auch als 3-Wege-Bereich A der Hydraulischen Parallelweiche 3 definiert werden. Um den Wegeventilschieber 21 im Wegeventilgehäuse 20 verschieben zu können, muss die Schieberbohrung 22 immer etwas größer sein als der Außendurchmesser 23 des Wegeventilschiebers 21, die Maßdifferenz wird auch als Passungsspiel bezeichnet und muss immer größer als 0 sein. Der jeweils gesperrte Anschluss ist also zu den beiden anderen Anschlüssen über eine zylindrische Ringspaltdichtung abgesperrt. Bekannterweise sind zyl. Ringspaltdichtungen nicht absolut dicht sondern in ihrem Leckageverhalten abhängig vom tatsächlich vorhandenen Passungsspiel, der Spaltüberdeckung, der anstehenden Druckdifferenz und der Viskosität des Druckmittels. Werte für minimal erreichbare Leckströmungen sind eingangs zum Stand der Technik genannt. Eine Leckströmung nahe 0 ist mit Wegeventilen nach dem Prinzip der Schiebersteuerung, wie vorstehend beschrieben, nicht möglich aber z. B. für Werkzeuge der Arbeitsmaschine mit Hubfunktionen erwünscht oder sogar gefordert.
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Bekannterweise sind diese minimal geforderten Leckraten aber nur mit dem Prinzip der Sitzventiltechnik erreichbar. Zur Erfüllung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß parallel zum ersten 3-Wege-Bereich A (A → C/D) der Hydraulischen Parallelweiche 3 ein zweiter 3-Wege-Bereich B (B → E/F) mit einer neuen Schieber-Sitz-Kombination vorgeschlagen. Der 3-Wege-Bereich B ist somit definitions- bzw. sinngemäß dem Anschluss B zugeordnet mit gleicher, hydraulischer Schaltfunktion wie bei A, jedoch für die Verbraucheranschlüsse E und F wirksam. Innerhalb des 3-Wege-Bereichs B ist ein Abschnitt 22.1 der Schieberbohrung 22 im Durchmesser kleiner ausgeführt und zwar im Bereich zwischen den Gehäusesteuerkanten G1 bis G2. Begrenzt wird dieser Bohrungsabschnitt 22.1 einerseits durch die Ringnut 24 und andererseits durch die Ringnut 25 im Wegeventilgehäuse 20. Die Ringnut 24 ist zum Verbraucheranschluss E hin und die Ringnut 25 ist zu dem Verbraucheranschluss F hin durch Kanäle im Gehäuse 20 verbunden. Zentrisch zu den Ringnuten 24 bzw. 25 ist eine weitere Ringnut 26 innerhalb des Bohrungsabschnitts 22.1 angeordnet die wiederum über einen weiteren Verbindungskanal im Gehäuse 20 mit dem eingangsseitigen Anschluss B verbunden ist. Im gezeigten Schaltungs-Ruhezustand der Hydraulischen Parallelweiche 3 kommt die Schieber-Sitzsteuerkante S21 an der durch die Ringnut 25 zur Gehäusesteuerkante G2 gebildeten Ringfläche 25.1 stirnseitig zur Anlage und sperrt den Arbeitsanschluss F gegenüber dem Arbeitsanschluss E und dem eingangsseitigen Anschluss B sitzdicht ab bzw. umgekehrt. Da der hydraulisch wirksame Durchmesser der Schieber-Sitzsteuerkante S21 dem Außendurchmesser 23 des Wegeventilschiebers 21 entspricht, kann durch den Hydraulikdruck innerhalb der Ringnut 25 keine axiale Kraft auf den Wegeventilschieber 21 ausgeübt werden. Der vom Hydraulikdruck bei F abweichende Druck in B bzw. E kann andererseits nicht zu einer unerwünschten Leckströmung von E und B nach F bzw. umgekehrt führen, je nach positiver oder negativer Druckdifferenz. Wie aus der Darstellung ersichtlich, ist die Verbindung zwischen dem eingangsseitigen Anschluss B und dem Verbraucheranschluss E geöffnet und parallel dazu der zweite Arbeitsanschluss C gegenüber dem zweiten, eingangsseitigen Anschluss A, so dass der Verbraucher 4, entsprechend der Arbeitserfordernis, über das Grundventil 2 ohne Einschränkung angesteuert werden kann und somit das Arbeitswerkzeug der Arbeitsmaschine.
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Soll anstelle des Werkzeuges 4 das Werkzeug 6 über das Grundventil 2 angesteuert bzw. betätigt werden, so muss die Hydraulische Parallelweiche 3 in die zweite Schaltstellung geschaltet werden, was durch die Ansteuerung der elektrohydraulischen Betätigung 7 erfolgt. Eine elektrohydraulische Betätigung der bekannten Bauart beinhaltet einen einseitig druckbeaufschlagten Steuerkolben dessen Betätigungskraft über die Gewindeverbindung 7.3, als Teil des Steuerkolbens, auf den Wegeventilschieber 21 wirkt und ihn mitsamt seinen Anbauteilen gegen die Kraft der Rückstellfeder 27 solange verschiebt bis die Schieber-Sitzsteuerkante S11 an der durch die Ringnut 24 zur Gehäusesteuerkante G1 gebildeten Ringfläche 24.1 zur Anlage kommt. Die Schieber-Sitzsteuerkante S11 ist Teil der Steuerbuchse 28. Der größere Außendurchmesser 23.1 der Steuerbuchse 28 ist gleich dem Außendurchmesser 23 des Wegeventilschiebers 21 und ebenfalls in diesem Bereich, außerhalb 22.1, in der Schieberbohrung analog der Schieberbohrung 22 geführt. Die Steuerbuchse 28 ist zum Wegeventilschieber 21 hin schwimmend gelagert, d. h. die Zentrierung der Steuerbuchse 28 erfolgt eindeutig über die verlängerte Schieberbohrung 22 während die formschlüssige Mitnahme der Steuerbuchse 28 vom Wegeventilschieber 21 radial mit größerem Passungsspiel und axial mit minimalem Spiel ausgeführt ist, so dass Zwangskräfte aufgrund unvermeidlicher Maß- und Lagetoleranzen nicht verursacht werden können. Eine mögliche konstruktive Gestaltung ist beispielhaft aus 2 erkennbar und für den Fachmann verständlich. Zur Sicherstellung der Dichtheit nach außen sind, wie üblicherweise, elastische Dichtungen 29.1 und 29.2 vorgesehen. Da der hydraulisch wirksame Außendurchmesser der Sitz-Steuerkante S11 auch gleich dem Außendurchmesser 23 des Wegeventilschiebers 21 bzw. der Sitz-Steuerkante S21 ist, wird auch im Druckraum B–F bzw. E keine hydraulisch verursachte Axialkraft auf den Wegeventilschieber 21 verursacht, er ist somit in dieser Schaltposition ebenfalls druckausgeglichen.
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Die für die Erfindung wesentliche Ausgestaltung der Steuerkanten ist aus 3a/b, in einem vergrößerten Ausschnitt aus der 2, erkennbar. Der Schieber-Sitzsteuerkante S21 vorgelagert ist die Schiebersteuerkante S22, der dazwischen liegende Schieberdurchmesser ist entspr. 22.1 mit dem üblichen, kleinen Passungsspiel innerhalb der Stegbreite 30 der kleineren Gehäusebohrung bei Schieberventilen ausgeführt. Die Schiebersteuerkante S22 ragt in diesem Beispiel über die Stegbreite 30 hinaus. Die Steuerkanten S11 und S12, mit der zugeordneten Gehäusesteuerkante G1, sind dazu spiegelbildlich, aber in ihrer Dicht- und Schaltfunktion, prinzipiell gleich ausgeführt. Vorzugsweise sind die Steuerkanten S22 zu S12, wie dargestellt, mit positiver Überdeckung ausgeführt, d. h. während des Umschaltvorgangs sind alle drei Anschlüsse B, E und F zueinander gesperrt da z. B. die Schiebersteuerkante S22 gegenüber der Gehäusesteuerkante G2 erst öffnet wenn die Schiebersteuerkante S12 die Gehäusesteuerkante G1 erreicht hat und umgekehrt. Die positive Überdeckung ist dann sinnvoll wenn z. B. ein angeschlossener Verbraucher 4 in seiner gewichtsbelasteten Hubposition, trotz Umschaltvorgang, verharren soll. Es ist aber möglich die Überdeckungsverhältnisse bzw. das Umschaltverhalten den Erfordernissen des angeschlossenen Arbeitsgerätes durch die spezielle Auslegung der Schiebersteuerkanten, evtl. auch mit Feinsteuerfasen od. ä., anzupassen, so dass von positiv bis negativ, unterschiedliche Überdeckungsverhältnisse machbar sind. Während des Umschaltens verhält sich somit der 3-Wege-Bereich B der Hydraulischen Parallelweiche wie allgemein bekannte Schieber-Wegeventile. Erst durch die erfindungsgemäße Kombination mit den in den Endstellungen des Wegeventilschiebers 21 zur Anlage kommenden Schieber-Sitzsteuerkanten S11 bzw. S21 wird die geforderte Dichtheit zwischen den zugeordneten Anschlüssen erreicht. Die höhere Dichtheit bei Sitzventilen wird bekannterweise dadurch erreicht, dass in Schließstellung zwischen dem Schalt- und Gegenstück lediglich eine Linienberührung mit Spalthöhe 0 vorhanden ist woraus eine Kantenpressung an der Trennstelle der Ventilelemente resultiert. Zur Ausgestaltung der Sitzgeometrie wird vorgeschlagen entweder, wie 3a zeigt, den Schieberaußendurchmesser 23 bzw. 23.1 im Übergang zum kleineren, dem Bereich 22.1 entsprechenden, Durchmesser stirnseitig mit einem Winkel α < 90° auszuführen, wodurch sich am Schieber-Außendurchmesser 23 eine kreisförmige Sitzkante S21 ergibt die mit der Gehäusegegenseite als Ringfläche 25.1 zur Gehäusebohrung von 22.1 mit einem Winkel = 90° gefertigt, den sitzdichten Schließkontakt ergibt.
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Alternativ ist die Ausführung nach 3b möglich, wobei der Winkel α am Schieber 21 zum Schieberaußendurchmesser 23 mit 90° ausgeführt ist und die Gehäusegegenseite, Ringfläche 25.1 zur Gehäusebohrung von 22.1, zumindest teilweise am Übergang, mit einem Winkel β > 90° gefertigt, ebenfalls einen sitzdichten Schließkontakt an der kreisförmigen Sitzkante S21 ergibt.
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Beiden Vorschlägen gemeinsam ist, dass in den statischen Endstellungen jeweils Druckausgleich, auf den Schieber 21 bezogen, vorhanden ist.
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Während des Umschaltvorgangs können aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser 23 bzw. bei 22.1 in Abhängigkeit der herrschenden Drücke an den Anschlüssen E und B gegenüber F kurzzeitige Axialkräfte auf die Wegeventilschieberbaugruppe 21 mit Steuerbuchse 28 verursacht werden. Durch kleine Durchmesserdifferenzen an den Sitz- zu den Schiebersteuerkanten und entsprechend dimensionierter Rückstellfeder in Kombination mit ausreichend dimensionierter elektrohydraulischer Betätigung 7 sind die Umschaltvorgänge sicher beherrschbar.
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In 4a–c sind weitere Möglichkeiten der Betätigung der Hydraulischen Parallelweiche 3 gezeigt: In 4a mittels Elektro-Schaltmagnet 40, in 4b mit einer hydraulischen Betätigung 41 und in 4c mittels mechanischer Betätigung 42 kombiniert mit einer Raststellung 43. Je nach Anlagen- bzw. Betriebserfordernis kann es vorteilhaft sein die Raststellung durch eine hydraulisch-mechanische oder elektro-mechanische oder durch Halten der Endstellung mittels Haftmagnet auszuführen, um damit z. B. den Entrastvorgang automatisch von dem Werkzeug her ansteuern zu können.
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Die Wirkungsweise der beispielhaft gewählten Anordnungen von Schieber- und Sitzkombinationen innerhalb eines beispielhaft gewählten 6/2-Wegeventils ergibt sich aus den Beschreibungen und muss deshalb nicht weiter erläutert werden. Wie dargestellt, ist es mit der Erfindung der Hydraulischen Parallelweiche nun möglich die komplexere Funktion eines Grundventils auf mehrere Verbraucher umzuschalten und dabei für einen Verbraucher die geforderte Dichtheit der Sitzventiltechnik beizubehalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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