DE102014209277A1 - Anti-pendulum valve for a hydraulic rotary drive - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Ventil (10) mit einem Fluidströmungspfad (12), der sich zwischen einem ersten und einem zweiten Ventilanschluss (21; 22) erstreckt, wobei der Fluidströmungspfad (12) zwischen einem ersten und einem zweiten Pfadabschnitt (13; 14) teilweise von einem bezüglich einer Längsrichtung (11) beweglichen Steuerschieber (40) begrenzt wird, der in Längsrichtung (11) nacheinander eine erste, eine zweite, eine dritte, eine vierte und eine fünfte Schaltstellung (51–55) aufweist, wobei wenigstens eine Feder (15; 16) vorgesehen ist, welche so gegen den Steuerschieber (40) verspannt ist, dass dieser sich in Richtung der dritten Schaltstellung (53) bewegt, wobei der Steuerschieber (40) von einem Druck im ersten Pfadabschnitt (13) derart beaufschlagt ist, dass er sich in Richtung der ersten Schaltstellung (51) bewegt, wobei er vom einem Druck im zweiten Pfadabschnitt (14) derart beaufschlagt ist, dass er sich in Richtung der fünften Schaltstellung (55) bewegt, wobei der Steuerschieber (40) so ausgebildet ist, dass der Fluidströmungspfad (12) in der ersten und der fünften Schaltstellung (51; 55) gesperrt ist, wobei der Steuerschieber (40) so ausgebildet ist, dass er in der zweiten und der vierten Schaltstellung (52; 54) eine Engstelle in dem Fluidströmungspfad (12) begrenzt. Erfindungsgemäß ist an einer Außenumfangsfläche (41) des Steuerschiebers wenigstens eine sich in Längsrichtung erstreckende Nut (45) angeordnet, wobei der Fluidströmungspfad (12) seitens des Steuerschiebers (40) ausschließlich von der wenigstens einen Nut (45) begrenzt wird.The invention relates to a hydraulic valve (10) having a fluid flow path (12) extending between a first and a second valve port (21; 22), the fluid flow path (12) being between a first and a second path section (13; 14). partially limited by a relative to a longitudinal direction (11) movable spool (40) having in the longitudinal direction (11) successively a first, a second, a third, a fourth and a fifth switching position (51-55), wherein at least one spring (15; 16) is provided, which is clamped against the spool (40) so that it moves in the direction of the third switching position (53), wherein the spool (40) is acted upon by a pressure in the first path portion (13) in that it moves in the direction of the first switching position (51), being acted on by a pressure in the second path section (14) in such a way that it turns in the direction of the fifth switching position (55) egt, wherein the spool (40) is formed so that the fluid flow path (12) in the first and the fifth switching position (51; 55), the spool valve (40) being configured to define a constriction in the fluid flow path (12) in the second and fourth switching positions (52; 54). According to the invention, at least one groove (45) extending in the longitudinal direction is arranged on an outer peripheral surface (41) of the spool, the fluid flow path (12) being bounded by the spool (40) exclusively by the at least one groove (45).
Description
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Ventil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to a hydraulic valve according to the preamble of claim 1.
Ein derartiges Ventil ist aus der
Das bekannte hydraulische Ventil hat einen Fluidströmungspfad, der sich zwischen einem ersten und einem zweiten Ventilanschluss erstreckt, welche mit einem ersten und einem zweiten Motoranschluss eines Hydromotors verbunden sind. Weiter ist ein Steuerschieber vorgesehen, welcher den Fluidströmungspfad in einen ersten und einen zweiten Pfadabschnitt teilt. Der Steuerschieber ist bezüglich einer Längsrichtung beweglich, wobei er nacheinander eine erste, eine zweite, eine dritte, eine vierte und eine fünfte Schaltstellung durchläuft. Er wird von Federn in die dritte Schaltstellung vorgespannt. Vom Druck im ersten Pfadabschnitt wird er in Richtung der ersten Schaltstellung bewegt, wobei er vom Druck im zweiten Pfadabschnitt in Richtung der fünften Schaltstellung bewegt wird. In der ersten und der fünften Schaltstellung wird der Fluidströmungspfad durch den Steuerschieber gesperrt. Diese Schaltstellungen liegen vor, wenn der Hydromotor gegen eine äußere Last mit in etwa konstanter Geschwindigkeit gedreht wird, wobei die genannten Schaltstellungen entgegengesetzten Drehrichtungen zugeordnet sind. Wird nun der Hydromotor abgebremst, so bewegt sich der Steuerschieber in die zweite oder die vierte Schaltstellung, in welcher der Steuerschieber eine Engstelle im Fluidströmungspfad bildet. Damit kann Druckfluid zwischen dem ersten und dem zweiten Motoranschluss ausgetauscht werden, wobei Druckspitzen durch die Engstelle abgedrosselt werden. The known hydraulic valve has a fluid flow path extending between first and second valve ports connected to first and second engine ports of a hydraulic motor. Further, a spool is provided which divides the fluid flow path into a first and a second path portion. The spool is movable with respect to a longitudinal direction, wherein it successively passes through a first, a second, a third, a fourth and a fifth switching position. He is biased by springs in the third switching position. From the pressure in the first path section, it is moved in the direction of the first switching position, wherein it is moved by the pressure in the second path section in the direction of the fifth switching position. In the first and fifth switching positions, the fluid flow path is blocked by the spool valve. These switch positions are when the hydraulic motor is rotated against an external load at approximately constant speed, said switching positions are assigned opposite directions of rotation. If the hydraulic motor is then braked, then the spool moves to the second or the fourth switching position, in which the spool forms a bottleneck in the fluid flow path. This allows pressurized fluid to be exchanged between the first and second motor ports, with pressure spikes being restricted by the bottleneck.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der Steuerschieber sehr klein ausgebildet ist. Dementsprechend kann das Ventil problemlos in das Gehäuse des Hydromotors integriert werden. Weiter ist das Ventil besonders kostengünstig herstellbar. The advantage of the present invention is that the spool is made very small. Accordingly, the valve can be easily integrated into the housing of the hydraulic motor. Next, the valve is particularly inexpensive to produce.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass an einer Außenumfangsfläche des Steuerschiebers wenigstens eine sich in Längsrichtung erstreckende Nut angeordnet ist, wobei der Fluidströmungspfad seitens des Steuerschiebers ausschließlich von der wenigstens einen Nut begrenzt wird. Die in der
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben. In the dependent claims advantageous refinements and improvements of the invention are given.
Es ist bevorzugt, dass die Außenumfangsfläche des Steuerschiebers bis auf die wenigstens eine Nut kreiszylindrisch mit einem konstanten Durchmesser ausgebildet ist, wobei sie an einer kreiszylindrischen Längsbohrung gleitbeweglich anliegt. Vorzugsweise ist die Längsbohrung in einem Gehäuse des Ventils angeordnet, in oder an dem auch der erste und der zweite Ventilanschluss vorgesehen sind. It is preferred that the outer peripheral surface of the spool is formed circular cylindrical except for the at least one groove with a constant diameter, wherein it rests on a circular cylindrical longitudinal bore slidably. Preferably, the longitudinal bore is arranged in a housing of the valve, in or on which also the first and the second valve connection are provided.
Es ist bevorzugt, dass die Länge der wenigstens einen Nut größer als die Länge der Längsbohrung ist. Damit kann die wenigstens eine Nut zusammen mit der Längsbohrung einen Abschnitt des Fluidströmungspfades bilden, welcher sich über die gesamte Länge der Längsbohrung erstreckt. Der genannte Abschnitt bildet die oben angesprochene Engstelle. It is preferred that the length of the at least one groove is greater than the length of the longitudinal bore. Thus, the at least one groove together with the longitudinal bore may form a portion of the fluid flow path which extends over the entire length of the longitudinal bore. The mentioned section forms the bottleneck mentioned above.
Es ist bevorzugt, dass wenigstens eine Nutgruppe vorgesehen ist, welche mehrere voneinander gesonderte Nuten aufweist, welche sich bezüglich der Längsrichtung über den gleichen Bereich am Steuerschieber erstrecken, wobei alle Nuten einer Gruppe parallel geschaltete Pfadabschnitte in dem Fluidströmungspfad bilden. Hierdurch kann der gewünschte Strömungswiderstand der Engstelle besonders genau eingestellt werden. It is preferred that at least one groove group is provided, which has a plurality of mutually separate grooves, which extend with respect to the longitudinal direction over the same area on the spool, wherein all grooves of a group form parallel path sections in the fluid flow path. As a result, the desired flow resistance of the bottleneck can be set particularly accurately.
Es ist bevorzugt, dass die Nuten einer Nutgruppe gleichförmig verteilt über den Umfang der Außenumfangsfläche des Steuerschiebers angeordnet sind. Damit hat die Engstelle unabhängig von der Drehstellung des Steuerschiebers im Wesentlichen den gleichen Strömungswiderstand. It is preferable that the grooves of a groove group are arranged uniformly distributed over the circumference of the outer peripheral surface of the spool. Thus, the bottleneck has substantially the same flow resistance regardless of the rotational position of the spool.
Es ist bevorzugt, dass eine einzige erste Nutgruppe vorgesehen ist, welche derart angeordnet ist, dass der Steuerschieber in der dritten Schaltstellung mittels der ersten Nutgruppe eine Engstelle im Fluidströmungspfad begrenzt. Damit ist auch in der dritten Schaltstellung eine Engstelle im Fluidströmungspfad vorhanden. It is preferred that a single first groove group is provided, which is arranged such that the control slide in the third switching position by means of the first groove group defines a bottleneck in the fluid flow path. This is also in the third Switching a constriction in the fluid flow path available.
Es ist bevorzugt, dass eine zweite und eine dritte Nutgruppe vorgesehen sind, welche in Längsrichtung derart versetzt zueinander angeordnet sind, dass der Fluidströmungspfad in der dritten Schaltstellung durch den Steuerschieber gesperrt wird. Damit ist der Fluidströmungspfad in der dritten Schaltstellung gesperrt. It is preferred that a second and a third groove group are provided, which are arranged offset to one another in the longitudinal direction such that the fluid flow path in the third switching position is blocked by the spool. Thus, the fluid flow path is blocked in the third switching position.
Es ist bevorzugt, dass ein erster und ein zweiter Federraum vorgesehen sind, welche über die Längsbohrung miteinander verbunden sind, wobei der erste und der zweite Federraum so groß ausgebildet sind, dass der Steuerschieber zumindest in der ersten Schaltstellung mit einem ersten Ende in den ersten Federraum hineinragt, wobei er zumindest in der fünften Schaltstellung mit einem gegenüberliegenden zweiten Ende in den zweiten Federraum hineinragt. Der erste und der zweite Federraum sind vorzugsweise Bestandteile des Fluidströmungspfades. Vorzugsweise erstreckt sich in der zweiten und der vierten Schaltstellung zumindest eine Nut in den ersten und den zweiten Federraum, um die Engstelle in dem Fluidströmungspfad zu bilden. It is preferred that a first and a second spring chamber are provided, which are connected to each other via the longitudinal bore, wherein the first and the second spring chamber are formed so large that the spool, at least in the first switching position with a first end in the first spring chamber protrudes, wherein it protrudes at least in the fifth switching position with an opposite second end in the second spring space. The first and second spring chambers are preferably components of the fluid flow path. Preferably, in the second and fourth shift positions, at least one groove extends into the first and second spring chambers to form the bottleneck in the fluid flow path.
Es ist bevorzugt, dass eine erste Feder vorgesehen ist, welche im ersten Federraum angeordnet ist, wobei sie am ersten Ende des Steuerschiebers anliegt, wobei eine zweite Feder vorgesehen ist, welche im zweiten Federraum angeordnet ist, wobei sie am zweiten Ende des Steuerschiebers angeordnet ist. Ein derartiges Ventil ist besonders kostengünstig und platzsparend, da kein gesonderter Aufnahmeraum für die erste und die zweite Feder bereitgestellt werden muss, welche den Steuerschieber in die dritte Schaltstellung vorspannen. It is preferred that a first spring is provided, which is arranged in the first spring chamber, wherein it bears against the first end of the spool, wherein a second spring is provided, which is arranged in the second spring chamber, wherein it is arranged at the second end of the spool , Such a valve is particularly inexpensive and space-saving, since no separate receiving space for the first and the second spring must be provided, which bias the spool in the third switching position.
Es ist bevorzugt, dass in jeder Schaltstellung wenigstens eine Nut in wenigstens einen Federraum hinein ragt. Der entsprechende Steuerschieber kann besonders einfach gestaltet werden, um die fünf Schaltstellungen bereit zu stellen. It is preferred that in each switching position at least one groove projects into at least one spring chamber. The corresponding control slide can be made particularly simple to provide the five switch positions.
Es ist bevorzugt, dass zwischen dem ersten Ventilanschluss und dem ersten Federraum eine erste Drossel in dem Fluidströmungspfad angeordnet ist, wobei zwischen dem zweiten Ventilanschluss und dem zweiten Federraum eine zweite Drossel in dem Fluidströmungspfad angeordnet ist. Mit der ersten und der zweiten Drossel werden Bewegungsschwingungen des Steuerschiebers gedämpft. Die vorgeschlagene Anordnung der ersten und der zweiten Drossel ist besonders platz- und kostensparend. It is preferred that a first throttle is arranged in the fluid flow path between the first valve port and the first spring chamber, wherein a second throttle is arranged in the fluid flow path between the second valve port and the second spring chamber. With the first and the second throttle movement vibrations of the spool are damped. The proposed arrangement of the first and the second throttle is particularly space and cost-saving.
Es ist bevorzugt, dass die wenigstens eine Nut mit Abstand zu beiden Enden des Steuerschiebers sendet, wobei in der ersten und/oder in der fünften Schaltstellung jeweils ein Ende der Nut von der Längsbohrung überdeckt wird. Hierdurch wird erreicht, dass der Fluidströmungspfad in der ersten und der fünften Schaltstellung gesperrt ist. It is preferred that the at least one groove transmits at a distance to both ends of the control slide, wherein in the first and / or in the fifth switching position one end of the groove is covered by the longitudinal bore. This ensures that the fluid flow path is blocked in the first and the fifth switching position.
Es ist bevorzugt, dass ein Hydromotor mit einem ersten und einem zweiten Motoranschluss vorgesehen ist, wobei der erste Motoranschluss mit dem ersten Ventilanschluss verbunden ist, wobei der zweite Motoranschluss mit dem zweiten Ventilanschluss verbunden ist. It is preferred that a hydraulic motor is provided with a first and a second motor connection, wherein the first motor connection is connected to the first valve connection, wherein the second motor connection is connected to the second valve connection.
Es ist bevorzugt, dass der Steuerschieber in einem Gehäuse des Hydromotors aufgenommen ist. It is preferred that the spool is received in a housing of the hydraulic motor.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar: The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows:
Zwischen die erste und die zweite Verbindungsleitung
Der Fluidströmungspfad
Wird nun Druckfluid, insbesondere Hydrauliköl, von der Pumpe
Wenn die Verdrängungsvolumina von Hydromotor
Im Falle einer Umkehrung der Drehrichtung des Hydromotors
Hinzuweisen ist noch auf die erste und die zweite Drossel
In der Längsbohrung
Der erste Federraum
Die Nuten
Bei der in
Es ist anzumerken, dass der Druck im ersten bzw. im zweiten Federraum
Weiter ist anzumerken, dass mehrere Nuten
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform allein durch die Anordnung der Nuten
In der zweiten Schaltstellung werden beide Enden der Nuten
In der ersten und in der fünften Schaltstellung wird jeweils ein Ende aller Nuten
Im Ergebnis sind die Nuten
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10 10
- hydraulisches Ventil hydraulic valve
- 11 11
- Längsrichtung longitudinal direction
- 12 12
- Fluidströmungspfad Fluid flow path
- 13 13
- erster Pfadabschnitt first path section
- 14 14
- zweiter Pfadabschnitt second path section
- 15 15
- erste Feder first spring
- 16 16
- zweite Feder second spring
- 17 17
- Druckbeaufschlagung pressurization
- 18 18
- Steuerkante control edge
- 20 20
- Gehäuse casing
- 21 21
- erster Ventilanschluss first valve connection
- 22 22
- zweiter Ventilanschluss second valve connection
- 23 23
- Längsbohrung longitudinal bore
- 24 24
- erster Federraum first spring space
- 25 25
- zweiter Federraum second spring space
- 26 26
- erste Drossel first throttle
- 27 27
- zweite Drossel second throttle
- 28 28
- Verschlussteil closing part
- 29 29
- Länge der Längsbohrung Length of the longitudinal bore
- 40 40
- Steuerschieber spool
- 41 41
- Außenumfangsfläche Outer circumferential surface
- 42 42
- Durchmesser des Steuerschiebers Diameter of the spool
- 43 43
- erstes Ende first end
- 44 44
- zweites Ende second end
- 45 45
- Nut groove
- 46 46
- Länge der Nut Length of the groove
- 47 47
- Breite der Nut Width of the groove
- 48 48
- erste Nutgruppe first groove group
- 49 49
- zweite Nutgruppe second groove group
- 50 50
- dritte Nutgruppe third groove group
- 51 51
- erste Schaltstellung first switching position
- 52 52
- zweite Schaltstellung second switch position
- 53 53
- dritte Schaltstellung third shift position
- 54 54
- vierte Schaltstellung fourth shift position
- 55 55
- fünfte Schaltstellung fifth shift position
- 56 56
- Längsstirnfläche Longitudinal face
- 60 60
- hydraulisches Antriebssystem hydraulic drive system
- 61 61
- Hydromotor hydraulic motor
- 62 62
- erster Motoranschluss first motor connection
- 63 63
- zweiter Motoranschluss second motor connection
- 64 64
- Pumpe pump
- 65 65
- Leckageanschluss leakage connection
- 66 66
- erste Verbindungsleitung first connection line
- 67 67
- zweite Verbindungsleitung second connection line
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- JP 58-39803 A [0002, 0005] JP 58-39803 A [0002, 0005]
Claims (14)
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DE102014209277.9A DE102014209277A1 (en) | 2014-05-16 | 2014-05-16 | Anti-pendulum valve for a hydraulic rotary drive |
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Family Applications (1)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3690256A4 (en) * | 2017-09-26 | 2021-06-02 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Swing-back prevention device |
CN112942456A (en) * | 2021-01-29 | 2021-06-11 | 上海三一重机股份有限公司 | Loader mobile arm shock mitigation system and operation machinery |
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2014
- 2014-05-16 DE DE102014209277.9A patent/DE102014209277A1/en not_active Withdrawn
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