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Die Erfindung betrifft ein Ventil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zu dessen Betrieb.
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Aus dem Datenblatt, welches am 02.06.2016 unter dem Internetlink http://www.boschrexroth.com/various/utilities/mediadirectory/download/ index.jsp?object_nr=RE64322 abrufbar war, ist ein Ventil mit einem beweglichen Steuerschieber bekannt. Die Lage des Steuerschiebers wird durch Druckbeaufschlagung zweier Steuerräume verstellt. In diesen Steuerräumen kann sich Luft sammeln, welche die Verstellung des Steuerschiebers stört, da diese im Gegensatz zu Hydrauliköl kompressibel ist. An den entsprechenden Steuerdeckeln sind daher Entlüftungsschrauben vorgesehen, mit denen die Luft aus dem betreffenden Steuerraum entfernt werden kann.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Entlüftung automatisiert vorgenommen werden kann. In der Folge kann der Zeitraum zwischen zwei Entlüftungsvorgängen ohne Mehraufwand für den Benutzer des Ventils so kurz gewählt werden, dass das Ventil immer optimal entlüftet ist. Im Normalbetrieb des Ventils wird durch die erfindungsgemäße Entlüftung im Wesentlichen kein zusätzliches Druckfluid benötigt, welches ohne Arbeit zu verrichten in den Tank geleitet wird. Weiter kann übermäßig erwärmtes Druckfluid aus dem Steuerraum gezielt in den Tank geleitet werden, um dieses durch Druckfluid mit normaler Temperatur zu ersetzen. Genauso gut ist es durch Anheben des Drucks im Tank möglich, warmes Druckfluid aus dem Tank in den, vorzugsweise drucklosen, Steuerraum zu leiten. Hierbei ist insbesondere an Fälle gedacht, in denen das Ventil bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen betrieben wird, beispielsweise als Bestandteil eines Baggers, welcher im Winter verwendet wird. In der Folge ist sichergestellt, dass das Druckfluid im Steuerraum eine genügend hohe Temperatur und damit die gewünschte Viskosität aufweist.
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Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass die erste Drossel in einer ersten Stellung des Steuerschiebers offen ist, wobei sie zumindest entfernt von der ersten Stellung verschlossen ist, wobei ein Fluidströmungspfad vom Steuerraum über die erste Drossel zum Tankkanal führt. Es wird also ein Fluidströmungspfad vom Steuerraum zum Tank bereitgestellt, welcher durch Bewegung des Steuerschiebers wahlweise gesperrt oder freigegeben werden kann. Die Länge des Hubwegs des Steuerschiebers im Bereich der ersten Stellung, in welchem die erste Drossel offen ist, beträgt ausgehend von der ersten Stellung beispielsweise zwischen 0,1 mm und 3 mm, und zwar vorzugsweise jeweils in beide Bewegungsrichtungen des Steuerschiebers. Die erste Stellung ist vorzugsweise eine Sperrstellung des Ventils, die sich über den gesamten genannten Hubweg erstreckt, der auch als Nullüberdeckung bezeichnet wird. Es versteht sich, dass die Länge dieses Hubwegs abhängig von der Baugröße des Ventils ist. Abseits des genannten Hubwegs ist die erste Drossel vorzugsweise verschlossen.
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Der Steuerschieber kann zusammen mit dem Gehäuse eine verstellbare zweite Drossel begrenzen, über welche der Tankkanal mit einem Arbeitsanschluss verbunden ist. Darüber hinaus kann der Steuerschieber weitere verstellbare Drosseln begrenzen. Vorzugsweise ist die erste Stellung eine federzentrierte Mittelstellung des Steuerschiebers.
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Schutz wird außerdem für ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Ventils beansprucht, wobei der Steuerschieber durch Druckbeaufschlagung des wenigstens einen Steuerraums in den Bereich der ersten Stellung verstellt wird, so dass Druckfluid vom Steuerraum über die erste Drossel zum Tankkanal fließt, wobei Druckfluid in den wenigstens einen Steuerraum derart nachgefördert wird, dass der Steuerschieber in der ersten Stellung verbleibt. Die genannte Nachförderung geschieht beispielsweise mittels eines Druckreduzierventils, welches den Druck im zugeordneten Steuerraum auf einen vorgegebenen Wert einregelt. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne wird die Druckbeaufschlagung des wenigstens einen Steuerraums vorzugsweise aufgehoben.
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Die genannte Zeitspanne ist vorzugsweise so lange bemessen, dass eine vollständige Entlüftung des wenigstens einen Steuerraums sichergestellt ist.
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Es ist denkbar, nur einen einzigen Steuerraum mit Druck zu beaufschlagen, wobei der Druck so klein gewählt ist, dass der Steuerschieber den Bereich um die erste Stellung, in welchem die erste Drossel offen ist, nicht verlässt. Hierdurch ergibt sich ein vergleichsweise kleiner Entlüftungsvolumenstrom. Der genannte Druck beträgt beispielsweise 8 bar. Es ist aber auch denkbar, zwei Steuerräume gleichzeitig mit Druck zu beaufschlagen, so dass der Steuerschieber von entgegengesetzten Seiten her belastet ist. In diesem Fall kann ein höherer Steuerdruck von beispielsweise 30 bar gewählt werden, so dass sich ein vergleichsweise großer Entlüftungsvolumenstrom ergibt. In der Folge wird eine besonders schnelle und vollständige Entlüftung erreicht. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
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Es können zwei Steuerräume vorgesehen sein, die in Richtung der Längsachse an gegenüberliegenden Enden des Steuerschiebers angeordnet sind, wobei die erste Stellung eine federzentrierte Mittelstellung des Steuerschiebers ist. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die beiden Steuerräume vorzugsweise mit dem gleichen Druck beaufschlagt, so dass der Steuerschieber in der ersten Stellung stehen bleibt. Im Normalbetrieb wird nur einer der Steuerräume mit Druck beaufschlagt, wobei der andere Steuerraum mit dem Tank verbunden ist. Hierdurch bewegt sich der Steuerschieber von der ersten Stellung weg, so dass die erste Drossel verschlossen ist. Die erste Stellung braucht nicht notwendigerweise in der geometrischen Mitte des Steuerschiebers zu liegen. Es reicht vielmehr aus, dass der Steuerschiebe, ausgehend von der ersten Stellung, in zwei entgegengesetzte Richtungen bewegbar ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Fluidströmungspfad mit einer Mündungsöffnung in den betreffenden Steuerraum einmündet, wobei die Mündungsöffnung derart am Gehäuse angeordnet ist, dass sie in Richtung der Längsachse betrachtet radial nach außen beabstandet zum Steuerschieber angeordnet ist. Vorzugsweise weist die Mündungsöffnung den maximal möglichen Abstand zur Längsachse auf, der innerhalb des Steuerraums möglich ist. Hierdurch wird eine weitgehend vollständige Entlüftung des Steuerraums ermöglicht. Der Ventilschieber ist vorzugsweise in einer bezüglich der Längsachse kreiszylindrischen Schieberbohrung aufgenommen.
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Es kann vorgesehen sein, dass in wenigstens einem Steuerraum eine erste Rückstellfeder angeordnet ist, welche den Steuerschieber in Richtung der Längsachse kraftbeaufschlagt, wobei die Mündungsöffnung in Richtung der Längsachse betrachtet radial nach außen beabstandet zur zugeordneten Rückstellfeder angeordnet ist. Hierdurch wird eine weitgehend vollständige Entlüftung des Steuerraums ermöglicht. Die Rückstellfeder ist vorzugsweise eine Schraubenfeder. Vorzugsweise ist an beiden in Richtung der Längsachse gegenüberliegenden Enden des Steuerschiebers jeweils eine Rückstellfeder angeordnet, wobei die Rückstellfedern den Steuerschieber in Richtung einer Verstellung zur ersten Stellung hin kraftbeaufschlagen.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Steuerschieber eine Ringnut aufweist, welche die erste Drossel abschnittsweise begrenzt. Hierdurch ist die erste Drossel unabhängig von der Drehstellung des Steuerschiebers funktionstüchtig. Insbesondere kommt es nicht auf die Drehstellung des Steuerschiebers relativ zur Mündungsöffnung an. Die Ringnut ist vorzugsweise benachbart zum zugeordneten Steuerraum angeordnet. Vorzugsweise ist die Ringnut zwischen dem Tankkanal und dem zugeordneten Steuerraum angeordnet.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Steuerschieber eine Längsnut aufweist, welche die erste Drossel abschnittsweise begrenzt, wobei die Längsnut unmittelbar in die Ringnut einmündet. In der Folge braucht die Breite der Ringnut in Richtung der Längsachse nicht übermäßig groß ausgebildet zu werden. Weiter kann der Fluidströmungspfad so gestaltet werden, dass sein Strömungswiderstand in erster Linie von den Abmessungen der Längsnut bestimmt wird. Insbesondere ist daran gedacht, dass die Längsnut die engste Stelle des Fluidströmungspfades bildet. Die Breite der Längsnut beträgt beispielsweise zwischen 1 mm und 4 mm. Sie wird vorzugsweise mit einem Fingerfräser hergestellt.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse einen Grundkörper aufweist, wobei jeder Steuerraum von einem gesonderten Steuerdeckel abschnittsweise begrenzt wird, wobei der Steuerdeckel an einer Dichtfläche anliegt, die zumindest abschnittsweise am Grundkörper angeordnet ist. Die Dichtfläche ist vorzugsweise eben ausgebildet, wobei sie höchst vorzugsweise senkrecht zur Längsachse ausgerichtet ist. Im Bereich der Dichtfläche ist vorzugsweise eine Dichtung angeordnet, welche höchst vorzugsweise aus einem Elastomer besteht. Der Steuerraum hat vorzugsweise im Bereich der Dichtfläche seine größte Querschnittsfläche bezüglich der Längsachse.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Mündungsöffnung derart in der Dichtfläche angeordnet ist, dass sie vom Steuerdeckel nicht verschlossen ist. Der Fluidströmungspfad verläuft damit weitgehend im Grundkörper und ggf. im unten erläuterten Ring, so dass er einfach herstellbar ist. Die Mündungsöffnung kann beispielsweise in einem Bereich der Dichtfläche angeordnet sein, in dem diese nicht am Steuerdeckel anliegt.
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Es kann ein gesonderter Ring vorgesehen sein, welcher den Steuerschieber umgibt, wobei der Ring den Fluidströmungspfad abschnittsweise begrenzt, wobei die Mündungsöffnung an dem Ring angeordnet ist, wobei der Ring bezüglich der Längsachse in mehreren verschiedenen Drehstellungen montierbar ist. Damit kann die Mündungsöffnung je nach der gewünschten Einbaulage des Ventils so angeordnet werden, dass sie an der bezüglich der Richtung der Schwerkraft höchsten Stelle des Steuerraums angeordnet ist. Der Ring ist vorzugsweise zwischen dem Grundkörper und dem zugeordneten Ventildeckel geklemmt, so dass sich seine Lage im Betrieb nicht verändert. Die Außenumfangsfläche des Rings ist vorzugsweise rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse ausgebildet.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Ring versenkt im Grundkörper oder im Steuerdeckel aufgenommen ist, wobei er eine ebene Stirnfläche aufweist, welche fluchtend zur Dichtfläche ausgerichtet ist. Der Steuerdeckel liegt vorzugsweise an der Stirnfläche des Rings an, so dass der Ring zwischen dem Steuerdeckel und Grundkörper reibschlüssig gehalten, insbesondere geklemmt, ist. Hierdurch kann die Drehlage des Rings auf besonders einfache Weise festgelegt werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Steuerdeckel gegenüberliegend zur Mündungsöffnung eine Sammelausnehmung aufweist, welche sich ausschließlich über einen Teil des Umfangs des Steuerraums erstreckt. In der Sammelausnehmung sammelt sich die Luft im Steuerraum bevorzugt an. Die Sammelausnehmung ist vorzugsweise bezüglich der Richtung der Schwerkraft an der höchsten Stelle des Steuerraums angeordnet. Von der Sammelausnehmung kann die Luft besonders zuverlässig in die nahe Mündungsöffnung gefördert werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Fluidströmungspfad ausgehend vom Ring unmittelbar in die Ringnut einmündet. Ein derartiges Ventil ist besonders einfach herstellbar.
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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.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
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1 einen Schaltplan eines hydraulischen Antriebssystems mit einem erfindungsgemäßen Ventil;
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2 einen Teillängsschnitt eines Ventils gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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3 einen Teillängsschnitt eines Ventils gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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4 einen Teillängsschnitt eines Ventils gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und
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5 einen Teillängsschnitt eines Ventils gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt einen Schaltplan eines hydraulischen Antriebssystems 10 mit einem erfindungsgemäßen Ventil. Dieser Schaltplan gilt für alle vier Ausführungsformen 20a, 20b, 20c, 20d des erfindungsgemäßen Ventils, welche unten mit Bezug auf die 2 bis 5 erläutert sind. Das hydraulische Antriebssystem 10 hat eine Pumpe 12, mit welcher Druckfluid aus einem Tank 13 angesaugt und über das Ventil 20a, 20b, 20c, 20d zu einem Aktuator 11 gefördert wird. Bei dem Druckfluid handelt es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit und höchst vorzugsweise um Hydrauliköl. Der Aktuator 11 wird beispielsweise von einem Hydraulikzylinder oder einem Hydromotor gebildet. Das vom Aktuator 11 zurückströmende Druckfluid gelangt über das Ventil 20a, 20b, 20c, 20d in den Tank 13.
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Das Ventil 20a, 20b, 20c, 20d hat einen Steuerschieber 50, welcher mehrere Drosseln 26; 81 bildet, deren freier Drosselquerschnitt durch Bewegung des Steuerschiebers 50 entlang der Längsachse 24 verstellbar ist. Mit einem Teil dieser Drosseln, u.a. mit der zweiten Drossel 26, werden die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des Aktuators 11 eingestellt. Das Ventil 20a, 20b, 20c, 20d hat eine erste, eine zweite und eine dritte Stellung 21; 22; 23. In der mittleren ersten Stellung 21 ist der Aktuator 11 hydraulisch fest eingespannt, so dass er still steht. In der zweiten Stellung 22 fährt der Aktuator vorliegend aus, wobei er in der dritten Stellung 23 einfährt.
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Das Ventil 20a, 20b, 20c, 20d wird hydraulisch verstellt, wobei die entsprechende Stellvorrichtung in 1 symbolisch als Hydraulikzylinder dargestellt ist. Der tatsächliche Aufbau der Stellvorrichtung ergibt sich aus den 2 bis 5. An beiden in Richtung der Längsachse 24 gegenüberliegenden Enden des Steuerschiebers 50 ist je ein Steuerraum 41 vorgesehen, welchen der Steuerschieber 50 jeweils mit einer seiner in Richtung der Längsachse 24 weisenden Stirnflächen 52 abschnittsweise begrenzt. Dadurch ändert sich das Volumen der Steuerräume 41, wenn der Steuerschieber 50 bewegt wird. In den Steuerräumen 41 ist jeweils eine Rückstellfeder 60 aufgenommen. Die beiden unter Vorspannung stehenden Rückstellfedern 60 bewegen den Steuerschieber 50 in die erste Stellung 21, wenn in den Steuerräumen 41 kein Druck anliegt.
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Jedem Steuerraum 41 ist ein Druckreduzierventil 14 zugeordnet. Dieses ist vorliegend in 3-Wege-Bauweise ausgeführt, wobei es elektromagnetisch verstellbar ist. Es können selbstverständlich auch andere, beispielsweise mechanisch-hydraulische Druckversorgungen vorgesehen sein. Die Druckreduzierventile 14 sind jeweils an eine Steuerdruckversorgung 15 und an den Tank 13 angeschlossen. Die Steuerdruckversorgung 15 kann beispielsweise eine (nicht dargestellte) gesonderte Pumpe umfassen. Der Ausgang der Druckreduzierventile 14 ist jeweils an einem zugeordneten Steuerraum 41 angeschlossen, so dass der Druck im Steuerraum 41 auf einen elektromagnetisch am Druckreduzierventil 14 vorgegebenen Sollwert eingeregelt wird. Der Druck im Steuerraum 41 kann dabei Werte annehmen, welche zwischen dem Druck der Steuerdruckversorgung 15 und dem Druck im Tank 13 liegen. Wenn im Rahmen der Entlüftung Druckfluid aus dem Steuerraum 41 abfließt, wird dieses von der Steuerdruckversorgung 15 her nachgefördert, so dass der Druck im Steuerraum 41 konstant bleibt.
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Das Ventil 20a, 20b, 20c, 20d hat zwei erste Drosseln 81. Diese sind ausschließlich in der ersten Stellung 21 offen, wobei sie abseits der ersten Stellung 21, also in der zweiten und in der dritten Stellung 22; 23 verschlossen sind. Das Ventil 20a, 20b, 20c, 20d ist als Proportionalventil ausgebildet, wobei die erste die zweite und die dritte Stellung 21; 22; 23, bei denen die verschiedenen Drosseln ihre maximale bzw. minimale Öffnung aufweisen, wobei dazwischen eine mehr oder weniger stetige Verstellung der Öffnungsquerschnitte stattfindet. Namentlich ist die erste Drossel 81, wie oben erläutert, in einem kleinen Hubbereich um die erste Stellung 21 herum offen. Über die Fluidströmungspfade 80 kann Druckfluid aus dem jeweils zugeordneten Steuerraum 41 über die jeweils zugeordnete erste Drossel 81 in den Tank 13 fließen.
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Hierfür werden einer bzw. beide Steuerräume 41 mittels der Druckreduzierventile 14 unter einen geringen bzw. den gleichen Druck gesetzt. Dies hat zur Folge, dass der Steuerschieber 50 in der ersten Stellung 21 verbleibt, so dass die ersten Drosseln 81 offen sind. Der Fluidströmungspfad 80 ist vorzugsweise so geführt, dass die gesamte sich in den Steuerräumen befindliche Luft ebenfalls zum Tank 13 gefördert wird. Hierbei wird ausgenutzt, dass sich die Luft typischerweise an der bezüglich der Richtung der Schwerkraft höchstgelegenen Stelle des Steuerraums 41 sammelt. Diese Luft wird von dem zum Tank strömenden Druckfluid mitgefördert, wenn der Fluidströmungspfad über diese Stelle führt. Es versteht sich, dass die Lage dieser höchsten Stelle von der Einbaulage des Ventils 20a, 20b, 20c, 20d abhängig ist.
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Im Normalbetrieb des Ventils 20a, 20b, 20c, 20d sind die Steuerräume 41 in der ersten Stellung 21 drucklos, wobei in der zweiten bzw. der dritten Stellung 22; 23 nur jeweils ein einziger Steuerraum 41 mit Druck beaufschlagt ist. In beiden Fällen findet die vorstehend beschriebene Entlüftung nicht statt, weil entweder der notwendig Druck im Steuerraum 41 fehlt oder weil die erste Drossel 81 verschlossen ist. Die erfindungsgemäße Entlüftung stört den Normalbetrieb des Ventils 20a, 20b, 20c, 20d also nicht.
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2 zeigt einen Teillängsschnitt eines Ventils 20a gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Schnittebene verläuft durch die Längsachse 24, welche gleichzeitig die Mittelachse des Steuerschiebers 50 ist. Der Steuerschieber 50 ist in einer zugeordneten Schieberbohrung 36 im Grundkörper 30 des Ventils 20a aufgenommen, welche kreiszylindrisch bezüglich der Längsachse 24 ausgebildet ist. Dementsprechend ist der Steuerschieber 50 in Richtung der Längsachse 24 beweglich. Der Grundkörper 30 ist Bestandteil des Gehäuses 25 des Ventils 20a, welches außerdem die beiden Steuerdeckel 40 umfasst, wobei in 2 nur einer der Steuerdeckel 40 dargestellt ist. Der Grundkörper 30 ist vorzugsweise als Gussteil aus Gusseisen oder Aluminium ausgeführt, wobei mehrere Kanäle für das Druckfluid mit eingegossen sind, welche die Schieberbohrung 36 schneiden. Beispielsweise bildet der Tankkanal 32 an der mit der Bezugsziffer 26 bezeichneten Stelle zusammen mit dem Steuerschieber eine zweite Drossel, 26 welche vorliegend verschlossen ist, wobei sie geöffnet wird, wenn der Steuerschieber 50 in 1 nach rechts bewegt wird. Über diese zweite Drossel 26 wird eine Verbindung vom Arbeitsanschluss 31 zum Tankkanal 32 gesteuert, wobei der Tankkanal 32 an den Tank (Nr. 13 in 1) angeschlossen ist.
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Weiter bildet der Steuerschieber 50 zusammen mit dem Grundkörper 30 eine erste Drossel 81. Der Steuerschieber 50 ist hierfür mit einer Ringnut 51 versehen, die mit einer konstanten, vorliegend rechteckigen Querschnittsform ringartig um die Längsachse 24 des Steuerschiebers 50 umläuft. Weiter ist eine Längsnut 53 am Steuerschieber 50 vorgesehen, die sich parallel zu Längsachse 24 erstreckt, wobei sie unmittelbar in die Ringnut 51 einmündet. In der in 1 dargestellten ersten Stellung des Ventils 20a sind die Lage und die Breite der Ringnut 51 und der Längsnut 53 in Richtung der Längsachse 24 so bemessen, dass die Kombination aus Ringnut 51 und Längsnut 53 sowohl den Tankkanal 31 als auch die Entlüftungsbohrung 35 überdeckt, so dass Druckfluid von der Entlüftungsbohrung 35 über die Ringnut 51 und die Längsnut 53 in den Tankkanal 32 fließen kann. Dabei kommt es nicht auf die Drehstellung des Steuerschiebers 50 bezüglich der Längsachse 24 an, da die Entlüftungsbohrung 35 in die Ringnut 51 einmündet.
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Der Steuerdeckel 40 liegt an einer ebenen Dichtfläche 33 des Grundkörpers 30 an, welche senkrecht zur Längsachse 24 ausgerichtet ist. Die entsprechende Gegenfläche am Steuerdeckel 40 ist eben und ohne Vertiefungen ausgebildet. In der Dichtfläche 33 ist eine Dichtung 34 vorgesehen, die vorliegend als O-Ring ausgebildet ist, welcher in einer angepassten Nut versenkt aufgenommen ist. Hierdurch wird verhindert, dass im Bereich der Dichtfläche 33 Druckfluid aus dem Ventil 20a austritt. Die Entlüftungsbohrung 35 mündet mit einer Mündungsöffnung 82 in den Steuerraum 41 ein, wobei die Mündungsöffnung 82 mit geringem Abstand radial innerhalb der Dichtung 34 angeordnet ist. Die Mündungsöffnung 82 befindet sich damit am bezüglich der Richtung der Schwerkraft höchsten Punkt des Steuerraums 41, wenn das Ventil 20a wie in 1 dargestellt eingebaut ist. Die Mündungsöffnung 82 ist in Richtung der Längsachse 24 betrachtet radial nach außen zum Steuerschieber 50 und zur Rückstellfeder 60 versetzt angeordnet. Die Entlüftungsbohrung 35 ist vorliegend kreiszylindrisch ausgebildet, wobei sie sich ausgehend von der Mündungsöffnung 82 unter einen Neigungswinkel von beispielsweise 50° geneigt zur Längsachse 24 bis zur Schieberbohrung 36 erstreckt. Der genannte Neigungswinkel ist so gewählt, dass sich die oben erläuterte Überdeckung mit der Ringnut 51 ergibt.
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Der Steuerraum 41 wird im Steuerdeckel 40 von einer bezüglich der Längsachse 24 kreiszylindrischen oder leicht konischen, zur Mündungsöffnung 82 hin ansteigenden Ausnehmung begrenzt. Der Durchmesser dieser Ausnehmung ist etwas größer als der Außendurchmesser der Rückstellfeder 60 ausgebildet, wobei er ggf. im Bereich der Dichtfläche 33 am größten ist. Die Rückstellfeder 60 ist über einen gesonderten Federteller 61 im Bereich der Stirnfläche 52 am Steuerschieber 50 abgestützt. An ihrem gegenüberliegenden Ende liegt die Rückstellfeder 60 unmittelbar am Steuerdeckel 40 an. Der Steuerdeckel 40 hat vorliegend zwei Steueranschlüsse 43, an welchen das Druckreduzierventil (Nr. 27 in 1) anschließbar ist. Der jeweils nicht benötigte Steueranschluss 43 wird mit einer Verschlussschraube verschlossen. Beide Steueranschlüsse 43 sind fluidisch parallel an den Steuerraum 41 angeschlossen. Weiter ist auf den Anschlag 42 hinzuweisen, mit welchem der Bewegungsweg des Steuerschiebers 50 begrenzt wird, wobei gleichzeitig die minimale Länge der Rückstellfeder 60 vorgegeben wird.
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Weiter ist auf das Druckbegrenzungsventil 27 hinzuweisen, mit welchem der Druck am Arbeitsanschluss 31 nach oben begrenzt wird. Das als Einschraubventil ausgebildete Druckbegrenzungsventil 27 ist ablaufseitig an den Tankkanal 32 angeschlossen.
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3 zeigt einen Teillängsschnitt eines Ventils 20b gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die zweite Ausführungsform ist bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede identisch zur ersten Ausführungsform ausgebildet, so dass diesbezüglich auf die Ausführungen zu 1 und 2 verwiesen wird. In den 1 bis 3 sind gleiche bzw. sich entsprechende Teil mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
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Der Steuerdeckel 40 ist im Bereich der Dichtfläche 33 mit einer Sammelausnehmung 44 versehen, welche der Mündungsöffnung 82 in der Dichtfläche 33 gegenüber liegt. In 3 sind die Entlüftungsbohrung 35 und die Mündungsöffnung 82 in die Zeichenebene gedreht, so dass sie bezüglich der Richtung der Schwerkraft an der höchsten Stelle angeordnet sind. Es ist aber auch denkbar, dass sie abhängig von der Einbaulage des Ventils 20b etwas niedriger angeordnet sind, wobei zumindest ein Punkt der Sammelausnehmung 44 an der bezüglich der Richtung der Schwerkraft höchsten Stelle angeordnet ist. Die Sammelausnehmung 44 ist in Form eines Kreissegments ausgebildet, wobei sie sich nur über einen Teil des Umfangs des Steuerraums 41 erstreckt. An der höchsten Stelle ist die Sammelausnehmung 44 mit einer Radialbohrung mit dem Steuerraum 41 verbunden. Hier kann sich Luft sammeln, welche bei Druckbeaufschlagung des Steuerraums 41 besonders zuverlässig in die Mündungsöffnung 82 gedrückt wird. Es ist nicht zu befürchten, dass diese Luft auf einem anderen Weg in den Steuerraum 41 zurückströmt. Der Entlüftungseffekt ist auch bei einer bezüglich der Schwerkraft leicht geneigten Anordnung des Ventils 20b sichergestellt. Hierbei ist beispielsweise an einen Traktor gedacht, der auf einem geneigten Untergrund steht, wobei das Ventil 20b derart in den Traktor eingebaut ist, dass sich bei waagerechtem Untergrund eine optimale Entlüftung ergibt. Die Sammelausnehmung 44 hat überdies den Vorteil, dass die Mündungsöffnung 82 radial noch weiter entfernt von der Längsachse 24 angeordnet werden kann, als bei der ersten Ausführungsform, so dass sich die Luft noch zuverlässiger im Bereich der Mündungsöffnung 82 sammelt.
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4 zeigt einen Teillängsschnitt eines Ventils 20c gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Die dritte Ausführungsform ist bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede identisch zur ersten Ausführungsform ausgebildet, so dass diesbezüglich auf die Ausführungen zu 1 und 2 verwiesen wird. In den 1, 2 und 4 sind gleiche bzw. sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
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Die Mündungsöffnung 82 ist an einem gesonderten Ring 70 angeordnet, der im Grundkörper 30 versenkt aufgenommen ist. Der Ring ist in der Art eines Kreisrings ausgeführt, so dass er bezüglich der Längsachse 24 in jeder beliebigen Drehstellung montiert werden kann. Damit kann die Mündungsöffnung 82 abhängig von der Einbaulage des Ventils 20c immer an der höchsten Stelle des Steuerraums 41 angeordnet werden. Der radiale Abstand der Mündungsöffnung 82 von der Längsachse 24 ist im Wesentlichen gleich wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildet, also möglichst nah am Rand des Steuerraums 41. Auf der der Mündungsöffnung 82 abgewandten Seite hat der Ring 70 eine teilweise um die Längsachse 24 umlaufende Ausnehmung 72, welche einen Teil des Fluidströmungspfades (Nr. 80 in 1) bildet. Die bereits bei der ersten Ausführungsform vorhandene Entlüftungsbohrung 35 mündet nunmehr in die Ausnehmung 72 am Ring 70 ein und nicht mehr unmittelbar in den Steuerraum 41. Je nach Einbaulage des Rings 70 wird die Luft in der Ausnehmung 72 am Umfang des Rings 70 entlang gefördert. Die Querschnittsfläche des Rings ist vorzugsweise so bemessen, dass Auftriebskräfte an den Luftblasen keine Rückströmung von Luft entgegen der gewünschten Strömungsrichtung bewirken können. Hierbei ist insbesondere die Größe der typischerweise vorhandenen Luftblasen zu berücksichtigen. Es ist zumindest denkbar, dass die Ausnehmung 72 vollständig um die Längsachse 24 umläuft. In diesem Fall hat das Druckfluid jedoch zwei mögliche Strömungswege, um von der Mündungsöffnung 82 zur Ringnut 51 zu gelangen. Es ist daher nicht mehr sichergestellt, dass die Luft vollständig aus der Ausnehmung 72 heraus gefördert wird.
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Der Ring 70 hat eine Stirnfläche 71, welche eben ausgebildet und senkrecht zur Längsachse 24 ausgerichtet ist. Der Steuerdeckel 40 liegt sowohl an der Dichtfläche 33 im Bereich des Grundkörpers 30 als auch an der Stirnfläche 71 an, so dass die Stirnfläche 71 ebenfalls Bestandteil der Dichtfläche 33 ist. Der Ring 70 ist so bemessen, dass er zwischen dem Grundkörper 30 und dem Steuerdeckel 40 geklemmt ist. Dementsprechend kann sich seine Drehlage im Betrieb nicht verändern.
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5 zeigt einen Teillängsschnitt eines Ventils 20d gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Die vierte Ausführungsform ist bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede identisch zur dritten Ausführungsform ausgebildet, so dass diesbezüglich auf die Ausführungen zu 1, 2 und 4 verwiesen wird. In den 1, 2, 4 und 5 sind gleiche bzw. sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
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Der Ring 70 liegt radial innen unmittelbar am Steuerschieber 50 an, wobei die Schieberbohrung 36 im Grundkörper 30 am Ring 70 fluchtend fortgesetzt ist. Im Ring 70 ist anstelle der umlaufenden Ausnehmung (Nr. 72 in 4) ein Kanal 73 vorgesehen, der vorliegend aus zwei rechtwinklig zueinander verlaufenden Bohrungen zusammengesetzt ist. Dieser Kanal 73 mündet unmittelbar in die Ringnut 51 am Steuerschieber 50 ein. Da die Ringnut 51 ringartig um den Steuerschieber 50 umläuft, kann in jeder Drehstellung des Rings 70 eine Fluidaustauschverbindung zwischen der Ringnut 51 und dem Kanal 73 hergestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- hydraulisches Antriebssystem
- 11
- Aktuator
- 12
- Pumpe
- 13
- Tank
- 14
- Druckreduzierventil
- 15
- Steuerdruckversorgung
- 20a
- Ventil (erste Ausführungsform)
- 20b
- Ventil (zweite Ausführungsform)
- 20c
- Ventil (dritte Ausführungsform)
- 20d
- Ventil (vierte Ausführungsform)
- 21
- erste Stellung
- 22
- zweite Stellung
- 23
- dritte Stellung
- 24
- Längsachse
- 25
- Gehäuse
- 26
- zweite Drossel
- 27
- Druckbegrenzungsventil
- 30
- Grundkörper
- 31
- Arbeitsanschluss
- 32
- Tankkanal
- 33
- Dichtfläche
- 34
- Dichtung
- 35
- Entlüftungsbohrung
- 36
- Schieberbohrung
- 40
- Steuerdeckel
- 41
- Steuerraum
- 42
- Anschlag
- 43
- Steueranschluss
- 44
- Sammelausnehmung
- 50
- Steuerschieber
- 51
- Ringnut
- 52
- Stirnfläche des Steuerschiebers
- 53
- Längsnut
- 60
- Rückstellfeder
- 61
- Federteller
- 70
- Ring
- 71
- Stirnfläche
- 72
- Ausnehmung
- 73
- Kanal
- 80
- Fluidströmungspfad
- 81
- erste Drossel
- 82
- Mündungsöffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- 02.06.2016 unter dem Internetlink http://www.boschrexroth.com/various/utilities/mediadirectory/download/ index.jsp?object_nr=RE64322 [0002]
