DE1273941B - Steuerventil - Google Patents

Description

• Steuerventil Die Erfindung betrifft ein Steuerventil mit einem gleitend in einer langgestreckten Bohrung angeordneten Schieberkolben, mit zwei die Bohrung schneidenden Rückleitungsauslässen, mit zwei Hochdruckauslässen, die die Bohrung zwischen den Schnittpunkten der Rückleitungsauslässe mit der Bohrung schneiden, mit einem die Bohrung zwischen den Schnittpunkten der Hochdruckauslässe mit der Bohrung schneidenden Auslaß und mit einem Kanal, der beide Hochdruckauslässe mit einem im Abstand von der Bohrung angeordneten Flüssigkeitseinlaß verbindet, wobei das Steuerventil eine neutrale Stellung, eine Antriebsstellung für jeden Hochdruckauslaß und eine Schwimmstellung hat.
• Die Erfindung soll ein Steuerventil dieser Art schaffen, bei dem allein die normalen Arbeitskanäle und -kammern für alle Arbeitsstellungen des Steuerventils benutzt werden, ohne daß besondere, aufwendige Kernarbeiten erfordernde Nebenkanäle im Ventilgehäuse erforderlich wären, die nur für die Schwimmstellung des Steuerventils benötigt werden. Auch soll der Schieberkolben keine Hohlkanäle aufweisen, in denen Hochdruckarbeitsflüssigkeit fließt und die zu Verschwächungsstellen führen würden, welche unter dem Druck der Arbeitsflüssigkeit zu Verformungen oder Brüchen führen könnten. Das Steuerventil gemäß der Erfindung soll ferner einen Paralleleinlaßkanal aufweisen, so daß die Flüssigkeit in allen Schieberkolbenstellungen des Steuerventils an ein benachbartes Steuerventil abgegeben werden kann, so daß das Steuerventil beispielsweise bei einem hydraulischen Erdbewegungsgerät an jeder beliebigen Stelle einer Ventilgruppe angeordnet werden kann.
• Um dies zu erreichen, zeichnet sich ein Steuerventil der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung aus durch einen Paralleleinlaß, der die Bohrung zwischen den Schnittpunkten der Hochdruckauslässe mit der Bohrung schneidet, wobei der Schieberkolben einen inneren Längskanal und in diesen Kanal führende öffnungen aufweist, die die Hochdruckauslässe miteinander zur Bildung der Schwimmstellung verbinden, und durch eine Abzapfnut im Schieberkolben, die so bemessen ist, daß sie genügend Flüssigkeit zur Verhütung einer Kavitation durchtreten läßt.
• Bei einem bekannten Steuerventil, das keinen Paralleleinlaßkanal aufweist und daher nicht in beliebiger Stellung innerhalb einer Gruppe von Steuerventilen angeordnet werden kann, weist der Schieberkolben eine Längsbohrung auf, die zur Durchleitung der Hochdruckflüssigkeit in den Arbeitsstellungen dient, so daß es infolge der Verschwächung des Schieberkolbens zu Verformungen oder Brüchen kommen kann. Die Längsbohrung im Schieberkolben dient nicht zur Leitung der Flüssigkeit in der Schwimmstellung. Hierfür sind vielmehr gesonderte Kammern im Ventilgehäuse angeordnet.
• Bei einem anderen bekannten Steuerventil, das desgleichen keinen Parallelhochdruckkanal aufweist, sind in der Schwimmstellung die beiden Seiten der Arbeitsvorrichtung, z. B. eines hydraulischen Zylinders, mit der Auslaßöffnung verbunden. Aüch muß bei diesem Steuerventil ein Hilfsnebenkanal im Ventilgehäuse vorgesehen sein.
• Bei einem anderen bekannten Steuerventil sind in der Schwimmstellung die beiden Seiten der Arbeitsvorrichtung an zwei Ventilkammern angeschlossen, die über einen nur für die Schwimmstellung erforderlichen Nebenkanal und eine komplizierte Anordnung von Nuten und Stegen im Ventilgehäuse und im Schieberkolben verbunden sind. Auch dieses Steuerventil kann wegen des Fehlens paralleler Kanäle nicht an beliebiger Stelle in einer Ventilgruppe angeordnet werden. Bei Varianten dieses bekannten Steuerventils, die die gleichen Nachteile aufweisen, ist der Schieberkolben mit einer Längsbohrung versehen.
• Es sind weiterhin Steuerventile bekannt, bei denen für eine Mehrfachanordnung ein gemeinsamer äußerer Anschluß vorgesehen ist. Bei diesen bekannten Steuerventilen ist keine Schwimmstellung vorgesehen, bei der die Flüssigkeit ausschließlich durch eine Längsbohrung im Schieberkolben fließt.
• Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Die Erfindung wird nun weiter in einem Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
• F i g. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch das Steuerventil gemäß der Erfindung, wobei sich der Schieberkolben in der neutralen Stellung befindet; F i g. 2 ist ein. der F i g. 1 entsprechender Schnitt, in dem sich der Schieberkolben auf einem Anschlag in Hubstellung zum Anheben einer Last befindet; F i g. 3 ist ein der F i g. 1 entsprechender Schnitt, in dem sich der Schieberkolben in Hubstellung für selbständige Zentrierung befindet; F i g. 4. zeigt einen der F i g. 1 entsprechenden Schnitt, in dem sich der Schieberkolben in Absenkstellung zum Absenken einer Last befindet; F i g. 5 ist ein der F i g. 1 entsprechender Schnitt, in dem sich der Schieberkolben in der Schwimmstellung befindet.
• In den Zeichnungen ist ein Ventilgehäuse 10 dargestellt, das eine Längsbohrung 11 aufweist, die gleitend einen. Schieberkolben 12 aufnimmt. Der Sehieberkolben ist mit einem Längskanal 13 versehen, der an einem Ende mit einem Anschlußkopf 14 zur Aufnahme eines Betätigungshandgriffes und am gegenüberliegenden Ende durch einen Ventilträger 15 verstopft ist. Die Arbeitsweise des Ventilträgers 15 ergibt sich aus den Zeichnungen. In der in den Zeichnungen äußersten linken Stellung des Schieberkolbens 12 werden die Ventilringe 16 hinter einem Anschlag 17 gehalten. In der äußersten rechten Stellung werden die Ventilringe 16 hinter einem Anschlag 18 gehalten. Zwischen den Anschlägen 17 und 18 wird der Schieberkolben 12 durch eine Zentrierfeder 19 in der neutralen Stellung gehalten. Hochdruckflüssigkeit tritt durch die Hochdruckeinlässe 20 in das Ventil ein und verläßt das Ventil durch -den Hochdruckauslaß 21. Gleichzeitig tritt Hochdruckflüssigkeit durch einen parallelen Flüssigkeitseinlaßkanal 22 ein und tritt durch ein Rückschlagventil 23 in einen Kanal 24. In der in 1~' i g. 1 dargestellten neutralen Stellung steht die Flüssigkeit im Flüssigkeitseinlaß 22 und im Kanal 24, während die Flüssigkeit von den Flüssigkeitseinlässen 20 über Ringnuten 27 und 28 im Schieberkolben 12 durch die Bohrung 11 hindurchtritt.
• Wenn der Schieberkolben 12 in die in den Zeichnungen äußerste linke Stellung geschoben wird, kommen die Ventilringe 16 hinter den Anschlag 17 zum Eingriff, und der Druckflüssigkeitsstrom von den Flüssigkeitseinlässen 20 zum Auslaß 21 wird unterbrochen. Die Druckflüssigkeit wird dann durch den Flüssigkeitseinlaß 22 und das Rückschlagventil 23 in den Kanal 24 geführt und gelangt von dort über eine Ringnut 29 in den Hochdruckauslaß 30 und zur Hubseite eines nicht dargestellten hydraulischen Zylinders. Gleichzeitig wird die von der gegenüberliegenden Seite des hydraulischen Zylinders zurückgeführte Flüssigkeit durch den Hochdruckauslaß 31 und die Ringnut 25 des Schieberkolbens 12 in den Ausströmkanal 32 zurückgeführt. Zur gleichen Zeit stehen die Öffnungen 33 mit dem Längskanal 13 des Schieberkolbens 12 in Verbindung, und dieser Kanal wird mit Hochdruckflüssigkeit gefüllt. Eine Verbindung des Ausströmkanals 34 mit dem Ausströmkanal 32 ist vorgesehen, um den O-Ring 35 vor dem Druck der Flüssigkeit zu schützen, die in dieser Stellung durch die öffnung 36 im Schieberkolben 12 austreten kann. In dieser Stellung des Schieberkolbens wird Druckflüssigkeit kontinuierlich vom Auslaß 30 zugeführt, bis der Schieberkolben 12 von Hand bewegt wird, um die Ringe 16 vom Anschlag 17 zu lösen.
• In F i g. 3 ist der Schieberkolben 12 in seiner Hubstellung für selbständige Zentrierung dargestellt, wobei die Ringe 16 gegen den Anschlag 1 anliegen, sich jedoch nicht - wie in F i g. 2 - hinter dem Anschlag befinden. In dieser Stellung ist der Flüssigkeitsstrom der gleiche wie in F i g. 2, jedoch wird die Feder 19 zur selbständigen Zentrierung den Schieberkolben 12 in die neutrale Stellung bewegen, wenn der Schieberkolben losgelassen wird.
• F i g. 4 zeigt die Absenkstellung des Schieberkolbens 12. Der Schieber 12 wurde gegen den Anschlag 18, jedoch nicht über diesen hinweg bewegt, und wiederum wird die Flüssigkeit daran gehindert, von den Einlaßkanälen 20 zum Auslaßkanal 21 zu fließen, während sie durch den Flüssigkeitseinlaß 22, das Rückschlagventil 23 und den Kanal 24 über die Ringnut 25 in den Hochdruckauslaß 31 fließen kann. Die zum Ventil zurückgeführte Flüssigkeit tritt in den Hochdruckauslaß 30 ein, läuft um die Ringnut 29 im Schieberkolben 12 herum und wird in den Ausströmkanal 37 gegeben, von wo aus sie zum nicht dargestellten Reservoir wandert. Wenn der Bedienungsmann den Sehieberkolben losläßt, führt die Feder 19 diesen in die neutrale Stellung zurück.
• In der in F i g. 5 dargestellten Stellung des Schieberkolbens befindet sich die Einheit in der Schwimmstellung, wobei die Ringe 16 mit dem Anschlag 18 im Eingriff stehen, um den Schieberkolben bis zur Lösung von Hand festzuhalten. Die durch die Hochdruckeinlässe 20 eintretende Flüssigkeit tritt durch die Ringnuten 26 und 27 zum Auslaß 21 und gleichzeitig durch den Flüssigkeitseinlaß 22 hindurch, bleibt jedoch im Kanal 24 stationär. Dadurch können die in einer Ventilgruppe jenseits des Ventils gemäß der Erfindung liegenden Ventile betätigt werden. Die durch den Hochdruckauslaß 30 eintretende Flüssigkeit wird durch die öffnungen 33 im Schieberkolben 12 hindurch in den Längskanal 13 im Schieberkolben geleitet, von wo sie in den Hochdruckauslaß 31 abgegeben wird, von dem aus sie auf die gegenüberliegende Seite des Arbeitszylinders vom Flüssigkeitsauslaß 30 geführt wird. Da die Hubseite des doppeltwirkenden Arbeitszylinders normalerweise nicht den bewegten Kolben enthält, wird eine größere Menge Flüssigkeit in den Auslaß 30 zurückgeführt, als von der den Kolben tragenden Seite des Zylinders aufgenommen werden kann. Die Volumendifferenz ist das Volumen des Kolbens, der beim Absenken in den Zylinder eintritt. Das erzeugt einen überschuß an in den Auslaß 31 eintretender Flüssigkeit. Dieser Flüssigkeitsüberschuß wird mittels einer Abzapfnut 38 in den Ausströmkanal32 abgegeben, wobei die Nut 38 derart dimensioniert ist, daß genügend öl hindurchtritt, um ein schnelles Absenken zu ermöglichen, daß jedoch eine Kavitation durch einen ungenügenden Flüssigkeitsstrom vom Auslaß 31 zum hydraulischen Arbeitszylinder verhindert wird. Der Schieberkolben 12 bleibt in dieser Stellung, bis die Ringe 16 außer Eingriff mit dem Anschlag 18 bewegt werden. In allen Stellungen des Schieberkolbens 12 ist die Flüssigkeit im Flüssigkeitseinlaßkana122 frei, um zum nächstfolgenden Ventil oder zu den folgenden Ventilen zu strömen, so daß das Ventil gemäß der Erfindung in irgendeiner gewünschten Stellung in einer Anordnung von mehreren Ventilen angeordnet werden kann.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Steuerventil mit einem gleitend in einer langgestreckten Bohrung angeordneten Schieberkolben, mit zwei die Bohrung schneidenden Rückleitungsauslässen, mit zwei Hochdruckauslässen, die die Bohrung zwischen den Schnittpunkten der Rückleitungsauslässe mit der Bohrung schneiden, mit einem die Bohrung zwischen den Schnittpunkten der Hochdruckauslässe mit der Bohrung schneidenden Auslaß und mit einem Kanal, der beide Hochdruckauslässe mit einem im Abstand von der Bohrung angeordneten Flüssigkeitseinlaß verbindet, wobei das Steuerventil eine neutrale Stellung, eine Antriebsstellung für jeden Hochdruckauslaß und eine Schwimmstellung hat, g e -kennzeichnet durch einen Paralleleinlaß (20); der die Bohrung (11) zwischen den Schnittpunkten der Hochdruckauslässe (30, 31) mit der Bohrung schneidet, wobei der Schieberkolben (12) einen inneren Längskanal (13) und in diesen Kanal führende öffnungen (33, 36) aufweist, die die Hochdruckauslässe (30, 31) miteinander zur Bildung der Schwimmstellung (F i g. 5) verbinden, und durch eine Abzapfnut (38) im Schieberkolben, die so bemessen ist, daß sie genügend Flüssigkeit zur Verhütung einer Kavitation durchtreten läßt.
2. 2. Steuerventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch erste Anschlagmittel (18), die am Ventilgehäuse (10) befestigt sind und mit Ringvorrichtungen (16) auf dem Schieberkolben (12) in Eingriff kommen, um den Schieberkolben in der Schwimmstellung zu halten.
3. 3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zweite Anschlagmittel (17), die am Ventilgehäuse (10) befestigt sind und wahlweise mit Ringvorrichtungen (16) in einer der Antriebstellungen in Eingriff kommen, um den Schieberkolben wahlweise in dieser einen Antriebsstellung zu halten.
4. 4. Steuerventil nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch federnde Mittel (19), die am Gehäuse (10) befestigt sind und den Schieberkolben (12) aus allen Stellungen, in denen die Ringvorrichtungen (16) nicht mit einem Anschlag (17 oder 18) im Eingriff stehen, automatisch in die neutrale Stellung bewegen. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 608 824, 2 610 022, 2 916 049, 2 916 050, 2 949 097, 2 905133, 2994346.