DE1103098B - Mehrzwecksteuerventil - Google Patents

Description

• Mehrzwecksteuerventil In hydraulischen Arbeitskreisen haben Druckbegrenzungsventile die Aufgabe, den Druck des von der Pumpe geförderten Druckmittels einen einstellbaren maximalen Wert nicht überschreiten zu lassen. Steuerventile in hydraulischen Arbeitskreisen bewirken dagegen, daß das Druckmittel der Pumpe bei Überschreiten eines einstellbaren maximalen Druckes auf drucklosen Rücklauf in den Flüssigkeitsbehälter umgesteuert wird, bei Unterschreiten eines einstellbaren Minimaldruckes wird das Druckmittel auf einen Verbraucher, z. B. einen Druckspeicher, umgesteuert.
• Hydraulische Steuerventile sind in den verschiedensten Ausführungen bekannt, es ist ihnen aber - abgesehen von der Arbeitsweise - vom Standpunkt der Normung und der Wirtschaftlichkeit gemeinsam, daß, alle Einzelteile bzw. Baugruppen zusammengenomtnen, ein Endprodukt mit nur einer speziellen Funktionsmöglichkeit ergeben. Bei einem derartigen bekannten Steuerventil besteht beispielsweise die Grundeinheit aus zwei Bauteilen, nämlich einem Stufenkolben mit dem Verschlußstück und einem Hilfsventil, wobei beide Bauteile zusammengefügt als Druckbegrenzungsventil arbeiten.
• Ausgehend von einem solchen Ventil bzw. Schieber besteht nun die Aufgabe der Erfindung darin, ein Mehrzwecksteuerventil bzw. -schieber zu schaffen, das sich vielseitig verwenden läßt, betriebssicher arbeitet und aus einfach und billig herzustellenden Bauteilen besteht. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß an die Grundeinheit des Mehrzwecksteuerventils bzw. -schiebers zur Umwandlung des Druckbegrenzungsventils bzw. -schiebers in ein Steuerventil bzw. -schieber weitere Bauteile in Form von Hilfsventilen bzw. -schiehern angeschlossen werden können.
• An die Grundeinheit des Ventils kann z. B. ein aus zwei federbelasteten Stufenkolben und einem ebenfalls federbelasteten Einzelkolben bestehendes druckabhängiges Hilfsventil angeschlossen werden, das auf einen einstellbaren Minimal- sowie Maximaldruck anspricht, so daß ein eigendruck- oder fremddruckabhängig gesteuertes Schaltventil entsteht.
• Ein Vorteil des Ventils gemäß der Erfindung ist es, daß es als Druckbegrenzungsventil arbeitet, falls das Bauteil »druckabhängiges Hilfsventil« aus irgendeinem Grunde nicht funktionieren sollte.
• Die Grundeinheit des erfindungsgemäßen Ventils kann außerdem noch mit einem Bauteil »Zweiwegeventil« zusammenmontiert werden, so daß sich ebenfalls ein Steuerventil ergibt. Dieses arbeitet in Schließstellung als reines Druckbegrenzungsventil und in Öffnungsstellung als Steuerventil, und der Schließ-bzw. Öffnungsimpuls wird nicht dem Arbeitsdruck entnommen. Das Bauteil »Zweiwegeventil« kann in sich wieder verschiedenartig ausgeführt sein, nämlich hinsichtlich seiner Betätigung kann es handbetätigt über Handhebel bzw. über Bodenzug u. dgl. oder elektromagnetbetätigt ausgeführt werden.
• Weitere Merkmale der Erfindung können aus der Zeichnung und der zugehörigen Beschreibung entnommen werden. Es zeigt Fig. 1 eine Grundeinheit, bestehend aus der Baugruppe »Stufenkolben« und »Hilfsventil«; als Druckbegrenzungsventil arbeitend, Fig. 2 die Grundeinheit zusammenmontiert mit dem Bauteil »druckabhängiges Hilfsventil«, als hydrauliches Steuerventil eigendruckabhängig arbeitend, und Fig. 3 die Grundeinheit zusammenmontiert mit dem Bauteil »Zweiwegventil«, in Öffnungsstellung, als Steuerventil elektromagnetbetätigt arbeitend.
• Nach Fig.1 hat das Bauteil I, »Stufenkolben«, in seinem Gehäuse 1 die Bohrung 2, von welcher eine Bohrung 3 abzweigt. In einer Längsbohrung 4 gleitet der Stufenkolben 6 mit seiner Stufe kleineren Durchmessers, während dessen Stufe mit großem Durchmesser in dem zylindrischen Raum 7 gleitet. Der Stufenkolben 6 hat eine Ouerbohrung 8 und eine Längsbohrung 9, er wird von einer Feder 10 in seiner gezeichneten Endlage gehalten. Die Vorspannkraft der Feder 10 ist so groß, daß diese den Widerstand der gleitenden Reibung des Stufenkolbens 6 im Gehäuse 1 überwindet.
• Zum Bauteil II, »Hilfsventil«, gibt eine mit einem Stopfen 11 verschlossene Bohrung 12 Verbindung, in welche die Sitzbohrung 13 mit dem Verschlußstück 14 mündet. Eine Feder 15 drückt das Verschlußstück 14 auf seinen Sitz und ist in ihrer Kraft durch die Regulierscheibe 16 einstellbar. Der Federraum 17 hat über die Ablaufbohrung 18 und die anschließende Bohrung 19 mit einem nicht gezeichneten Rücklaufbehälter Verbindung. Eine weitere Verbindungsbohrung 20 ist mit einem Stopfen 21 verschlossen. Die Grundeinheit arbeitet als hilfsgesteuertes Druckbegrenzungsventil, indem das Druckmittel der Bohrung 2 zugeleitet wird. Der Druck teilt sich über Bohrung 3 der Ringfläche 22 des Stufenkolbens 6 mit und wird über die Querbohrung 8 und die Längsbohrung 9 dem Raum 5 und zugleich auch dem Raum 7 zugeleitet. Der Stufenkolben ist demnach auf allen Flächen mit dem gleichen Druck beaufschlagt. Übersteigt der Druck des Druckmittels im Raum 7 und der Bohrung 12 den Schließdruck der Feder 15, so wird das Verschlußstück 14 abgehoben, und das Druckmittel kann in den Federraum 17 eintreten und von da über Bohrung 18 und 19 ablaufen. Ein Druckabfall im Raum 7 hat aber zur Folge, daß der Stufenkolben 6 durch die Druckeinwirkung über die Bohrung 3, 8 und 9 gegen die Kraft der Feder 10 nach links verschoben wird, da ein Druckausgleich infolge der Drosselung in der Längsbohrung 9 nicht sofort möglich ist. Tritt bei dieser Linksbewegung die Steuerkante 23 am Stufenkolben 6 über die Steuerkante 24 im Gehäuse 1 hinaus, dann besteht eine direkte Verbindung zwischen der Bohrung 2 und der Ablaßbohrung 19, so daß überschüssiges Druckmittel direkt entweichen kann. Erst wenn der Druck zwischen den Räumen 5 und 7 über die Längsbohrung 9 des Stufenkolbens 6 ausgeglichen ist, reicht die Vorspannkraft der Feder 10 aus, um diesen wieder in die gezeichnete End- und Schließlage zu bringen.
• Das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil ist in Fig. 2 mit der Zusatzeinrichtung Bauteil III, einem »druckabhängigen Hilfsventil«, zusammengebaut, womit die Arbeitsweise eines Steuerventils erreicht wird.
• Das Bauteil III hat das Gehäuse 30, den Kolben 31 und die über die Regulierschraube 32 vorspannbare Feder 33. Ebenfalls vorspannbar über die Regulierschraube 34 ist die Kraft der Feder 35, die den Kolben 36 in seine gezeichnete Lage drückt. Eine Feder 38 drückt einen Kolben 39 ebenfalls in seine gezeichnete Lage. Eine Bohrung 40 bekommt über eine Bohrung 37 Verbindung zu den Kolben 31 und 36. Hinter dem Kolben 31 zweigt eine Bohrung 41 ab, die in die Bohrung 42 und von da in die Bohrung 43 übergeht, womit eine Verbindung zum Kolben 39 hergestellt wird. Von der Bohrung 42 zweigt eine Bohrung 44 ab, die in der gezeichneten Lage des Kolbens 36 Verbindung über eine Ringnut 45 in diesem Kolben mit einer Bohrung 46 und damit zur Bohrung 20 im Bauteil II hat.
• Die Kombination der Bauteile I, II und III arbeitet als Steuerventil wie folgt: Druckmittel aus der Pumpe 50 tritt aus der Leitung 51 in die Bohrung 2 ein. Der Stufenkolben 6 wird an allen Flächen, wie vorher beschrieben, beaufschlagt. Über die aus der Leitung 51 abzweigende Leitung 52, das Rückschla.gventil 53 und die Leitung 54 fließt Druckmittel zu einem nicht eingezeichneten Verbraucher z. B. einem Druckspeicher. Der Arbeitsdruck aus der Leitung 54 pflanzt sich über die Leitung 55 in die Bohrung 40 und 37 fort. Steigt der Druck in der Bohrung 37 so sehr an, daß sich der Kolben 36 in seine obere Endlage verschiebt, dann wird die Verbindung der Bohrung 44 zur Bohrung 46 unterbrochen. Weiterer Druckanstieg bis zum Maximaldruck in der Bohrung 40 hat ein Abheben des Kolbens 31 und ein Abspritzen von Druckmittel in die Bohrung 41 zur Folge. Das abgespritzte Druckmittel kann jetzt, da die Bohrung 44 geschlossen ist, nur noch über die Bohrung 43 abfließen und auf den Kolben 39 so einwirken, daß dieser nach unten geht und die Bohrung 47 freigibt. Damit ist eine Verbindung hergestellt zwischen dem Raum 7, der Bohrung 12, der Bohrung 47 zu den Bohrungen 46 und 20 sowie Federraum 17, zu den Bohrungen 18 und 19 zum Ablaß. Der im Raum 7 zusammenbrechende Druck hat aber gemäß der vorherigen Beschreibung eine Bewegung des Stufenkolbens 6 nach links und damit eine Verbindung der Bohrungen 2 und 19 zur Folge. Die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit fließt nunmehr so lange drucklos in den Behälter 56, bis der Druck in der Leitung 54, also vor dem Rückschlagventil 53, so weit abfällt, daß die Kraft der Feder 35 den Kolben 36 wieder in die gezeichnete Lage bringt. In dieser Lage ist der eingestellte Minimaldruck erreicht. Es besteht wieder eine Verbindung von den Bohrungen 43 und 44 zu den Bohrungen 46 und 20, die zum Raum 17 und den Bohrungen 18 und 19 in den Ablauf. Bei Druckentlastung der Bohrung 43 wird der Kolben 39 durch die Kraft der Feder 38 wieder in die gezeichnete Lage gedrückt und die Bohrung 47 geschlossen. Im Raum 7 kann sich wieder Druck aufbauen, wodurch der Stufenkolben 6 wieder von der Feder 10 nach rechts in seine Schließlage gedrückt wird. Von der Pumpe 50 gefördertes Druckmittel fließt nun wieder über die Leitung 52, das Rückschlagventil 53 und die Leitung 54 zum Verbraucher. Bestimmend für den Minimaldruck des Steuerventils ist die Vorspannung der Feder 35, für den Maximaldruck die Vorsparmung der Feder 33.
• Fig.3 zeigt die Grundeinheit mit dem Bauteil IV, einem elektromagnetbetätigten Zweiwegeschieber, zusammengeschaltet. Der Steuerkolben 60 ist in Offnungsstellung gezeichnet. Diese Stellung wird dadurch erreicht, daß eine Feder 61 den Steuerkolben 60 sowie den Anker 62 bei stromlosen :Magneten 63 in die obere Endlage drückt, in welcher der Steuerkolben 60 den Weg eines Druckmittel-Teilstromes über den Federraum 17, wie gezeichnet, freigibt. Der sich allein auf Grund der Widerstände in den Rohren und Bohrungen aufbauende statische Druck einer von einer Pumpe geförderten Flüssigkeit genügt in diesem Falle, um den Stufenkolben 6 in seine gezeichnete linke Endlage zu bewegen, in der eine direkte Verbindung der Bohrungen 2 und 19 besteht, über die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit praktisch drucklos ablaufen kann.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Mehrzwecksteuerventil bzw. -schieber, dessen Grundeinheit aus zwei Bauteilen, nämlich einem Stufenkolben mit dem Verschlußstück und einem Hilfsventil, besteht und dessen beide Bauteile, zusammengefügt, als Druckbegrenzungsventil bzw. -schieber arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß an die Grundeinheit (I, II) zur Umwandlung des Druckbegrenzungsventils bzw. -schiebers in ein Steuerventil bzw. -schieber weitere Bauteile (III, IV) in Form von Hilfsventilen bzw. -schiebern angeschlossen sind.
2. 2. Mehrzwecksteuerventil bzw. -schieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Grundeinheit (I, II) ein aus zwei federbelasteten Stufenkolben (36, 39) und einem ebenfalls federbelasteten Einzelkolben (31) bestehendes druckabhängiges Hilfsventil (III) angeschlossen ist, das auf einen einstellbaren Minimal- sowie Maximaldruck anspricht (Fig.2).
3. 3. Mehrzwecksteuerventil bzw. -schieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Grundeinheit (I, II) ein mechanisch oder elektromagnetisch steuerbares Zweiwegeventil oder -schieber (IV) derart angeschlossen ist, daß bei dessen Schließstellung die Grundeinheit (I, II) als Druckbegrenzungsventil bzw. -schieber und bei dessen Öffnungsstellung die gesamte Baugruppe (I, II, IV) als Steuerventil bzw. -schieber arbeitet (Fig.3).
4. 4. Mehrzwecksteuerventil bzw. -schieber nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den einzelnen Bauteilen durch Stöpsel verschließbare Gehäuseanschlüsse vorgesehen sind, die sich beim Zusammenbau zu durchgehenden Verbindungsleitungen ergänzen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 831787; deutsche Auslegeschriften Nr. 1006 685 1016 523, 1019 134, 1031595, 1040 332, 1063 865; französische Patentschriften Nr. 983 807, 1050 380; britische Patentschrift Nr. 611628; USA.-Patentschriften Nr. 2 6513241 2 775 982.