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Steuereinrichtung mit mindestens einem Steuerschieber oder -ventil
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung mit mindestens einem Steuerschieber
oder -ventil für die Druckmittelzu- und -rückführung zu bzw. von einem oder mehreren
Verbrauchern, welche in ihrer neutralen Stellung die Druckmittelversorgung sperrt
und einen den Druckmitteleinlaß mit dem Druckmittelauslaß verbindenden Umgehungsweg
offenhält, dagegen in ihrer Arbeitsstellung die Verbindung zum und vom Verbraucher
freigibt und diesen Umgehungsweg sperrt. Eine solche Steuereinrichtung bietet den
Vorteil, daß die Pumpe entlastet ist, solange den Verbrauchern kein Druckmittel
zugeführt wird. Die Erfindung will die Möglichkeit schaffen, ein weiteres aus Steuerschieber
bzw. -ventil und Verbraucher bestehendes unabhängiges System über die Steuereinrichtung
mit Druckmittel zu versorgen, solange der bzw. die Normalverbraucher kein Druckmittel
anfordern.
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Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß der Umgehungsweg der Steuereinrichtung
eine zusätzliche Mündung an der Außenseite des Gehäuses besitzt und daß zwei Stopfen
wahlweise in den Umgehungsweg derart einsetzbar sind, daß entweder ein Fluß vom
Umgehungsweg zum normalen Druckmittelauslaß ermöglicht, während der Fluß zur zusätzlichen
Mündung des Gehäuses gesperrt ist, oder ein Fluß vom Umgehungsweg zum normalen Druckmittelauslaß
gesperrt und die zusätzliche Mündung an ein weiteres Druckmittelsystem angeschlossen
ist.
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Es ist an sich bekannt, nicht benötigte Leitungsanschlüsse von Steu#reinrichtungen
mittels Stopfen zu verschließen. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung handelt es
sich demgegenüber aber nicht um das Verschließen oder Stillegen eines Anschlusses,
sondern um einen Umschaltvorgang, der die Weiterverwendung der Steuereinrichtung
bzw. die Ausnutzung des verfügbaren Druckmittels ermöglichen soll.
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Die erfindungsgemäße Umgestaltung oder Ergänzung der Steuereinrichtung
läßt sich im übrigen ohne besondere Schwierigkeit auch so gestalten, daß dem zusätzlichen
Verbraucher das Druckmittel unter einem vorbestimmten Druck zugeführt wird. Diese
Möglichkeit ist für eine Reihe praktischer Fälle sehr vorteilhaft. Zu ihrer Verwirklichung
empfiehlt die Erfindung, daß an den Umgehungsweg ein Durchflußregelventil angeschlossen
ist, welches mit dem Druckmitteleinlaß der Steuereinrichtung in gedrosselter Verbindung
steht und nach Einsetzen des die Sperrung des Flusses zum normalen Druckmittelauslaß
bewirkenden Stopfens von einer vorbestimmten Druckhöhe ab die Ableitung der überschüssigen
Druckmittelmenge über einen Nebenweg freigibt. Dieser Nebenweg wird zweckmäßigerweise
in den normalen Druckmittelauslaß münden.
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Der Gegenstand der Erfindung soll an Hand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert werden; in der Zeichnung zeigt F i
g. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung gemäß Linie
IJ der F i g. 2, F i g. 2 einen Querschnitt nach Linie II-11 der Fig.
1,
F i g. 3 die schematische Darstellung eines hydraulischen Systems,
bei welchem die Erfindung Anwendung findet, F i g. 4 einen Teilschnitt gemäß
F i g. 1 einer geänderten Ausführungsform der Erfindung.
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In F i g. 1 ist eine Steuereinrichtung gezeigt, welche eine
Vielzahl von Steuerschiebern 10, 12 und 14 enthält, die mittels Schrauben
16 zusammengehalten werden. Der Steuerschieber 10 besitzt ein Gehäuse
18 mit einer Längsbohrung 20, in welcher ein Schieberkolben 22 verschiebbar
ist, um einen doppeltwirkenden Motor zu steuern. Der Schieberkolben 22 trägt einen
von dem Gehäuse vorstehenden Ansatz 23, an dem die Betätigung angreift. Das
Gehäuse 18
ist mit drei äußeren Anschlußöffnungen ausgestattet, die in F i
g. 2 gzeigt sind, und zwar einem Druckmitteleinlaß 24, für den Anschluß an
eine Pumpe und Motoröffnungen 26 und 28, welche zum Anschluß an den
doppeltwirkenden Motor.
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Der mittlere Steuerschieber 12 besteht aus einem Gehäuse
30 mit der Längsbohrung 32, in welcher der Schieberkolben 34 verschiebbar
ist; er dient ebenfalls
der Steuerung eines doppeltwirkenden Motors
und trägt einen von dem Gehäuse vorstehenden Ansatz 35 z. B. für eine Handbetätigung.
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Der Steuerschieber 12 ist mit nur zwei äußeren Anschlußöffnungen ausgestattet,
die in F i g. 3 gezeigt sind, nämlich den Motoröffnungen 36 und
38.
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Der Steuerschieber 14 besteht aus einem Gehäuse 40 mit der Längsbohrung
42, in welcher der Schieberkolben 44 verschiebbar ist, der einen Ansatz
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trägt. Dieser Steuerschieber dient zur Steuerung eines einfach wirkenden
Motors. Eine äußere Rücklauföffnung 46 und zwei äußere Anschlußöffnungen 48 und
50 für den Motor (F i g. 3) sind vorgesehen. Die öffnung 48 dient
zum Anschluß an den einfach wirkenden Motor, während die Motoröffnung
50 durch einen Pfropfen verschlossen ist.
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Der Druckmitteleinlaß 24 ist durch eine sich erweiternde Ausnehmung
52 an - einen Druckzuführungskanal 54 angeschlossen, welcher sich
durch das Gehäuse 18 erstreckt und an einer Fläche dieses Gehäuses endet,
daß er sich - mit- der öffnung eines Druckzuführungskanals 56 deckt,
der das Gehäuse 30 durchquert; die öffnung des Kanals 56 an der entgegengesetzten
Fläche des Gehäuses 30 deckt sich mit der öffnung eines Druckzuführungskanals
58 in dem Gehäuse 40. Das andere Ende des Kanals 58 ist in dem Gehäuse
40 geschlossen.
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Jedes Gehäuse ist mit einer Kontrollventilbohrung versehen, welche
mit 60, 61 und 62 bezeichnet sind. Diese sind gegenüber den Bohrungen
der Schieberkolben versetzt. Die inneren Enden der Kontrollventilbohrungen
60, 61 und 62 werden von den Druckzuführungskanälen 54,
56 und 58 geschnitten. Der besseren übersicht wegen sind die Kontrollventile
selbst nicht dargestellt worden; es sei jedoch bemerkt, daß sie nach Einbau in die
Bohrungen 60,
61 und 62 in Aufwärtsrichtung öffnen, um die Kontrollventilbohrungen
60, 61, 62 mit einer Druck-kammer 64 der Längsbohrung 20 (F i
g. 2) zu verbinden bzw. mit der Druckkammer 66, der Längsbohrung 22
bzw. der Druckkammer 68 der Längsbohrung 42. Die Kontrollventilbohrungen
60, 61 und 62 sind an einem Ende für den Abschluß mittels Pfropfen
eingerichtet, die sämtlich mit 65 bezeichnet sind.
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Jede Längsbohrung ist auf entgegengesetzten Seiten der Druckkammer
mit Motorkammern 70 und 72
versehen, welche unabhängig voneinander
zu den zugehörigen äußeren Motoröffaung führen und außerdem mit Rücklaufkammern
74 und 76 ausgestattet sind, die gegenüber den zugehörigen Motorkammem
70 und 72 versetzt liegen. In jedem Gehäuse sind zwei Rücklaufkanäle
78 und 80 vorgesehen, um zwei gemeinsame Rückführungskanäle für das
System zu bilden, welche gegebenenfalls mit im Gehäuse 40 angeordneten Rücklaufkanälen
79 bzw. 81 in Verbindung stehen. Die beiden Kanäle 79 und
81 münden in einen einzigen Rücklaufkanal 82, welcher zu dem Vorratsbehälter
über die Rücklauföffnung 46 führt. Die Kanäle 78 und 80 jedes Gehäuses
sind mit den Rücklaufkaminern 74 bzw. 76 der Längsbohrungen verbunden.
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Es ist außerdem ein gemeinsamer Umgehungsweg vorgesehen, indem jede
Längsbohrung mit in Ab-
stand angeordneten Umgehungskanuriern 84 und
86
versehen ist, die miteinander verbunden sind. Ein Umgehungskanal
88 im Gehäuse 18 verbindet die Einlaßöffnung 24 mit der Umgehungskammer
84 der Längsbohrung 20 im Gehäuse 18. Die Umgehungskammer 86 der Längsbohrung
42 im Gehäuse 40 ist mit dem Rücklaufkanal 81 verbunden, und zwar hinter
dem Schieberkolben 44, und mit einer Mün-'dung 128 an der Außenseite des
Gehäuses 40, welches - mittels eines abnehmbaren Stopfens 132 ge-
schlossen
oder geöffnet werden kann.
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Jeder Schieberkolben ist mit in Abstand voneinander liegenden Bunden
versehen, um die Umgehungskammern 84 oder 86 zuschließen und damit den Umgehungsweg
züi sperren. Der Schieberkolben 22 ist dazu mit den Bunden 90 und
92 ausgestattet, der Schieberkolben 34 trägt die Bunde 91 und
93, und der Schieberkolben 44 ist mit Bunden 95 und 97 versehen.
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Jeder Schieberkolben ist einer Feder 99, die zwischen den Haltegliedern
101 und 103 eingespannt ist, so vorbelastet, daß er sich in der neutralen
Lage einstellt.
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Die Schieberkolben 22 und 34 sind außerdem mit im Abstand voneinander
liegenden Bunden 94 und 96 ausgestattet, und der Schieberkolben 44 trägt
einen längeren Bund 98.
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In der dargestellten neutralen Lage sind die Druckkammern 64 und
66 der Steuerschieber 10 und 12 mittels der Bunde 94 gegenüber den
zugehörigen Motorkammern 70 und 72 abg6schlossen, - während
die Druckkammer 68 des Sfeurschiebers 14 gegenüber sem*er einzigen Motorkammer
72 mittels des Bundes 98 abggschlossen ist. Wenn einer der Schieberkolben
22 oder 34 in Aufwärtsrichtung verschoben wird, wird sein Bund 94 nunmehr die Druckkammer
64 bzw. 66 mit der Motorkammer 72 ver" binden; in entsprechender Weise
wird die Motor-kammer 70, nuninehr mit der- Rücklaufkammer 74 verbunden.
Wenn die Schieberkolben 22 und 34 aus ihrer neutralen Stellung nach unten. verschoben
werden, so werden- die Druckkamm'ern 64 und 66. mit den Motorkaminern
70 in Verbindung gebracht, während die Motorkaminern 72 mit den Rücklaufkammera
76 verbunden werden.- -
Wenn der Schieberkolben44 in Aufwärtsrichtung
verschoben wird, so kommt die Druckkammer 68 mit der Motorkammer
72 in Verbindung, von welcher sie vorher getrennt war; wenn der Schieberkolben
44 aus der dargestellten Lage in Abwärtsrichtung verschoben wird, so kommt
die Motorkammer'72 mit der Rücklaufkammer 76 in Verbindung, von welcher sie
bis dahin getrennt war.
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Die sich erweiterende Ausnehmung 52 im. Gehäuse 18,
die mit dem Druckmitteleinlaß 24 in Verbindung steht, ist nicht nur mit dem gemeinsamen
Druckzuführungskanal 54 verbunden, sondern steht auch mit einer Ventilbohrung
100 in Verbindung, welche ein verschiebbares Durchflußregelventil 102 enthält.
In dem Ventil 102 ist ein Hilfsventü 104 vorgesehen, welches das Durchflußregelventil
auch als Haupt-Druckreduzierventil verwendbar macht.
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Das Durchflußregelventil 102 ist im wesentlichen entlastet; es besitzt
zwei entgegengesetzt gerichtete Druckflächen 106 und 108, von welchen
die erstere dem Druck in der Ausnehmung 52 vor einer Drossel 110 in
dem Kanal 88 ausgesetzt ist, der den Druckmitteleinlaß 24 mit der Umgehungskammer
84 im Gehäuse 18 verbindet. Die Druckfläche 108 ist dem Druck hinter
der Drossel 110 ausgesetzt, und zwar unter Vermittlung eines Kanals 112,
der mit dem Kanal 88 in Verbindung steht, und eines weiteren
Kanals
113, welcher sich an den Kanal 112 anschließt und zu dem unteren Teil der
Ventilbohrung 100 führt. In dem Kanal 112 ist eine Drossel 114 vorgesehen,
welche mit dem Durchflußregelventil 102 zusammenarbeitet, wenn dasselbe als Druckbegrenzungsventil
wirkt. Zu diesem Zweck ist das Hilfsventil 104 mittels einer Feder 116 belastet,
welche es in der dargestellten Lage zu halten strebt, in welcher die Verbindung
zwischen einem Kanal 120 und einem Kanal 122 innerhalb des Durchflußregelventils
102 geschlossen ist; der Kanal 122 führt unmittelbar zu einem getrennten Auslaßkanal
124.
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Der Auslaßkanal 124 erstreckt sich durch das Gehäuse 18 und
steht mit einem ähnlichen Auslaßkanal 124 in Verbindung, der sich durch das Gehäuse
30 erstreckt. Der letztgenannte Kanal steht mit einem ähnlichen Auslaßkanal
124 in dem Gehäuse 40 in Verbindung; dieser letzterwähnte Kanal ist seinerseits
unmittelbar mit dem Rücklaufkanal 81
verbunden.
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Das Durchflußregelventil 102 ist mittels einer Feder 125 belastet,
so daß eine Dichtfläche 126 des Ventils die Verbindung zwischen der Ausnehmung,
52 und dem Auslaßkanal 124 sperrt. Die entgegengesetzt weisenden Druckflächen
106 und 108 des Durchflußsteuerventils stehen unter dem Einfluß des
Differenzdruckes, der durch die Drossel 110 in dem Kanal 88 gebildet
wird; die Druckdifferenz wird durch die Spannung der Feder 125 eingestellt.
Das Durchflußregelventil 102 arbeitet in an sich bekannter Weise derart, daß es
einen konstanten Druckabfall an der Drossel 110 aufrechterhält, so daß der
Durchfluß durch den Umgehungsweg mit gleichmäßiger Geschwindigkeit erfolgt. Ein
die eingestellte Menge überschreitender Durchfluß wird an der Dichtfläche
126 des Durchflußregelventils 102 zu dem Auslaßkanal 124 vorbeigeführt. Dieser
führt die gesamte überschußflüssigkeit zu dem Rücklaufkanal im letzten Gehäuse.
Wenn jedoch einer oder mehrere der Schieberkolben verschoben werden, um den gemeinsamen
Umgehungsweg zu schließen, so wird die Druckdifferenz an der Drossel 110
im Kanal 88 aufgehoben. Der Druck vor und hinter der Drossel wird ebenso
groß wie der Druck in der Ausnehmung 52,
und das Durchflußregelventil 102
wird von der Feder 125 in der geschlossenen Stellung gehalten. Druckflüssigkeit,
die von einer Druckmittelquelle zu dem Druckmitteleinlaß 24 geleitet wird, braucht
nicht durch die Drossel 110 zu fließen, wenn sie durch die Ausnehmung
52 zu dem gemeinsamen Druckzuführungskanal 54 geleitet wird, sofern letzterer
offen ist, so daß das Durchflußregelventil unwirksam ist. Wenn der Druck ira Druckzuführungskanal
einen Maximalwert erreicht, der durch die Einstellung der Feder 116 des Hilfsventils
104 festgelegt ist, so entfernt sich dieses von seinem Sitz in dem Kanal 120, wodurch
letzterer mit dem Kanal 122 in Verbindung kommt, cler seinerseits zu dem Auslaßkanal
124 führt. Infolge der Drossel 114 in dem Kanal 112 werden die Kräfte, die auf die
entgegengesetzt gerichteten Druckflächen 106 und 108 des Durchflußregelventils
102 einwirken, unausgeglichen, so daß das Ventil 102 verschoben wird, um die überschüssige
Druckflüssigkeit auf dem beschriebenen Weg in den Rücklaufkanal 81
abzuleiten.
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Das Gehäuse 40 ist mit einer zusätzlichen Mündung 128 ausgestattet,
welche über einen Kanal 130
mit der Umgehungskammer 86 der Längsbohrung
42 und außerdem mit dem Rücklaufkanal 81 in Verbindung steht. Gemäß F i
g. 1 ist auf der Außenseite des Gehäuseteils 40 ein Stopfen 132 befestigt,
um die Mündung 128 nach außen abzuschließen. Der Kanal 130 ist bei
133, d. h. vor der Einmündung in den Rücklaufkanal 81 und hinter der
Anschlußstelle der Umgehungskammer 86 mit einem Gewinde versehen. In dieses
kann ein passender Stopfen eingesetzt werden, wie es bei 134 in F i g. 4
veranschaulicht ist. In Anwendungsfällen, wo es erwünscht ist, zusätzlich ein weiteres
System mit geregelter Durchflußmenge zu speisen, kann der Stopfen 132 entfernt
und der Stopfen 134 in das Gewinde 133 des Kanals 130 eingesetzt werden.
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In F i g. 3 ist ein hydraulisches System veranschaulicht, welches
die erfindungsgemäße Steuereinrichtung enthält. Die Pumpe 136 ist an der
Einlaßseite -über die Leitung 138 an einen Vorratsbehälter 140 angeschlossen,
und ihre Auslaßseite steht über die Leitung 142 mit der Druckmitteleinlaßöffnung
24 der Steuereinrichtung in Verbindung. Die Motoröffnungen 26 und
28 des Steuerschiebers 10 sind über die Leitungen 144 und 146 an die
Enden eines doppelseitig wirkenden Flüssigkeitsmotors 148 angeschlossen. Die Motoröffnungen
36 und 38 des Steuerschiebers 12 sind die über die Leitungen
150 und 152 an die Enden eines anderen doppelseitig wirkenden Flüssigkeitsmotors
154 angeschlossen. Die Motoröffnung 48 des Steuerschiebers 14 ist über die Leitung
156 an einen einfach wirkenden Flüssigkeitsmotor 158 angeschlossen.
Die Rücklauföffnung 46 ist über die Leitung 160 mit dem Behälter 140 verbunden.
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Zur Steuerung eines doppelseitig wirkenden Flüssigkeitsmotors
162 kann ein besonderes Vierwegesteuerventil 164 üblicher Art vorgesehen
sein, dessen Druckmitteleinlaß 166 über die gestrichelt dargestellte Leitung
168 an die zusätzliche Mündung 128
angeschlossen ist. Die Motoröffnungen
170 und 172
des Steuerventils 164 sind über die Leitungen 174 und
176 an die Enden des doppelseitig wirkenden Flüssigkeitsmotors
162 angeschlossen. Dazu wird der Stopfen 132 von der Mündung
128 entfernt und ein Stopfen 134 (Fi g. 4) in den Kanal
130 eingeschraubt.
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In der neutralen Stellung der in F i g. 1 gezeigten Steuerschieber
wird ein Teil der von der Pumpe 136
geförderten Flüssigkeit vom Druckmitteleinlaß
24 aus durch den gemeinsamen Umgehungsweg zu dem Kanal 130 geleitet; falls
der Stopfen 132 die Mündung 128 abschließt und der Stopfen 134 aus
dem Kanal 130 entfernt ist, gelangt dieser Flüssigkeitsteil durch den Rücklaufkanal
81 in den Kanal 82 und von dort zur Rücklauföffnung 46; von hier aus
wird die Flüssigkeit durch die Leitung 160 dem Behälter 140 zugeführt. Dieser
Teil der Flüssigkeitsförderung kann so eingestellt werden, daß er die Hälfte oder
ein Drittel oder irgendeinen anderen Anteil des Gesamtfördervolumens der Pumpe
136 ausmacht. Der übrige Teil des Fördervolumens gelangt von der Pumpe
136
durch die Bohrung 100 des Durchflußregelventils 102 und von hier
durch den gemeinsamen Auslaßkanal 124 zur Richtlauföffnung 46; der Kanal 124 umgeht
die Steuerschieber und deren Bohrungen und führt unmittelbar zu dem Rücklaufkanal
81, von wo dieser Flüssigkeitsteil zum Behälter 140 geleitet wird.
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Der Motor 162 kann natürlich nur betrieben werden, wenn die
Schieberkolben der Steuerschieber 10,
12 und 14 sich in neutraler Stellung
befinden; in diesem Fall wird ein geregelter Flüssigkeitsteil durch
den
-gemeinsamen Umgehungskanal zu der äußeren Mündung 128 geleitet, von wo er
zu dem Motor 162
gelangt.
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Die Flüssigkeitsförderung durch den Umgehungsweg zwecks Steuerung
des Motors 162 kann durch geeignete Bemessung der Drossel 110 in dem
Kanal 88 und durch Einstellung der Feder 125 des Durchflußregelventils 102
geregelt werden.