DE1475958B2 - Steuereinrichtung fuer mindestens zwei von einer druckmittelquelle gespeiste hydraulische verbraucher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für mindestens zwei von einer Druckmittelquelle gespeiste hydraulische Verbraucher mit je einem jeweils im Hinblick auf eine bestimmte Schaltungsart in Verbindung mit dem ihn umgehenden Gehäuseabschnitt ausgebildeten Steuerschieber für jeden Verbraucher, welcher Steuerschieber mindestens eine zum Verbraucher führende Arbeitsleitung in einer Mittelstellung absperrt und der in zwei Arbeitsstellungen jeweils mit der Druckmittelquelle bzw. einem Rücklauf verbindet und eine Steuerleitung beeinflußt, die einem der unmittelbaren Rückleitung des von der Druckmittelquelle kommenden Druckmittelstromes dienenden Umschaltventil zugeordnet ist.

Mit einer bekannten Steuereinrichtung nach der USA.-Patentschrift 3 008 488 können mehrere Verbraucher sowohl parallel als auch in Serie geschaltet werden. Zu diesem Zweck kann jeder Steuerschieber fünf Schaltstellungen einnehmen. Die zwei Stellungen für Parallelschaltung liegen jeweils zwischen einer mittigen Neutralstellung und den außenliegenden Stellungen für Serienschaltung. Sind alle Steuerschieber in Neutralstellung, so geben sie eine Verbindung vom Zulauf zum Rücklauf, einen sogenannten Neutralumlauf, frei. Die Möglichkeit, Parallel- und Serienschaltung mit Hilfe einer einzigen Steuereinrichtung zu erzielen, wird durch aufwendige Gehäuse und Hohlschieber erkauft. Vor allem aber eignet sich die bekannte Steuereinrichtung insofern nicht für große Leistungen, als ein Umschaltventil zum Umlenken des Druckmittelstromes in Neutralstellung fehlt.

Bei der Steuereinrichtung nach F i g. 8 der französischen Patentschrift 1 153 242 ist zwar ein Umschaltventil vorgesehen. Die beiden Steuerschieber für einfach wirkende, und einer für einen doppeltwirkenden Verbraucher erlauben jedoch nur eine sogenannte Serien-Parallel-Schaltung, bei der jeweils nur ein einziger Verbraucher mit Druckmittel versorgt werden kann. Die drei Steuerschieber sind hintereinander in eine vom Zulauf der Steuereinrichtung zu einer Druckkammer des Umschaltventils geführte Steuerleitung geschaltet, die durch eine Drossel im Umschaltschieber zum Rücklauf entlastet ist. Beim Betätigen eines Steuerschiebers drosselt bzw. sperrt dieser Umschaltschieber den Steuerumlauf und verursacht somit einen Druckabfall in der Druckkammer, so daß das Umschaltventil durch die Kraft einer Feder die Verbindung von der Pumpe zum Rücklauf schließt. Diese Umschaltventilsteuerung ist bei einer reinen Serienschaltung nicht möglich, denn das von einem Verbraucher zurückkommende, in den Zulauf des nachfolgenden Ventils geleitete Druckmittel würde das Umschaltventil ständig offenhalten.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine Steuereinrichtung mit einer Umschaltventilsteuerung für mindestens zwei Verbraucher zu schaffen, die alle vorkommenden Schaltungsarten — also Parallel-, Serienschaltung und gemischte Schaltungen — gestattet.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß getrennt von der Steuerleitung ein von der Druckmittelquelle zum Rücklauf führender, in der Mittelstellung aller Steuerschieber offener Neutralumlauf angeordnet ist.

Obwohl ein Neutralumlauf und eine Umschaltventil-Steuerung aus anderen Zusammenhängen heraus für sich bekannt sind, wird es erst mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung möglich, in einer mit einem Umschaltventil ausgerüsteten Steuereinrichtung Serienschaltung, Sperrschaltung, Schaltung mit Stromteilung und auch totale Sperrschaltung zu verwirklichen. Bei diesen Schaltungen kann gegenüber den bisherigen Ausführungen durch Vergrößern der Durchflußmenge die Leistung erheblich gesteigert und damit der schon jetzt mit Parallelschaltung erzielbaren Leistung angeglichen werden.

Ferner ermöglicht diese Ausbildung einer Steuer-

einrichtung, daß Druckmittel von der Druckmittelquelle über das Umschaltventil unmittelbar in den Rücklauf geleitet wird und dadurch der Energieverlust bei einem sehr langen Neutralumlauf verringert werden kann.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Gegenstandes nach Anspruch 1 wird dadurch erreicht, daß die für die Steuerleitung und den Neutralumlauf maßgeblichen Steuerkanten so gegeneinander versetzt sind, daß im Verlauf des Verschiebens des Steuer-Schiebers in eine Arbeitsstellung zunächst die Steuerleitung und dann der Neutralumlauf zugesteuert wird, wobei mindestens eine einer Arbeitsleitung zugeordnete Steuerkante einen das Feinsteuern ermöglichenden Übergangsbereich hat. Auf diese Weise kann bei den meisten Schaltungsarten über die Steuerleitung das Umschaltventil betätigt werden, bevor die Fernsteuerung einsetzt; man erreicht dadurch einen einwandfreien Ablauf der Feinsteuerung wie bei einer üblichen Parallelschaltung, also wie bei geschlossenem Umschaltventil. Lediglich bei totaler Sperrschaltung entfallen diese Vorteile der Feinsteuerung.

Ein weiterer Vorteil dieser Steuereinrichtung liegt in der Verwirklichung der sogenannten »totalen Sperrschaltung«. Die normale Sperrschaltung hat die Aufgabe, bei Arbeitsstellung eine Versorgung nachgeschalteter Blockventile mit Druckmittel zu vermeiden. Da aber während der Feinsteuerung bei einer normalen Sperrschaltung ein Teil des Druckmittels über den Neutralumlauf abfließt, kann in dieser Zeit ein nachgeschaltetes Blockventil zur Wirkung kommen. Diese Erscheinung vermeidet die totale Sperrschaltung, bei der ein Steuerschieber den Neutralumlauf früher absperrt als er den Zulauf zu den Verbraucheranschlüssen öffnet (positive Uberdeckung). Bei dieser Schaltungsart ist es wesentlich, daß der Neutralumlauf bereits abgesperrt ist, wenn die Feinsteuerung einsetzt, die hier mit Hilfe des Umschaltventils erfolgt. Zwar entfallen hier die Vorteile der Feinsteuerung, die sonst bei Trennung von Neutral- und Steuerumlauf erzielbar sind. Da aber totale Sperrschaltung sehr selten vorkommt, ist dieser Nachteil tragbar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen. Für die Merkmale der Unteransprüche wird nur im Zusammenhang mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 Schutz begehrt.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung wiedergegeben, die eine Steuereinrichtung mit Umschaltventil im Schnitt zeigt, deren Blockventile jeweils für eine bestimmte Schaltungsart bestimmt sind.

Die gezeigte Steuereinrichtung besteht aus einer Reihe einzelner, aneinander geflanschter Blockventile 1,2,3,4,5,6, die zwischen einer Anschlußplatte 7 und einer Endplatte 8 angeordnet sind.

In der Anschlußplatte 7 sind neben einem Zulauf 9 für eine von einer Pumpe 10 kommende Leitung 11 ein Rücklauf 12, ein Umschaltventil 13, ein Druckbegrenzungsventil 14 und ein Stromteilerventil 15 untergebracht.

Der Zulauf 9 ist über einen Kanal 16 mit einem Druckraum 17 des Umschaltventils 13 verbunden, der über eine Drossel 18 in einem federbelasteten Umschaltschieber 19 mit einem Federraum 21 Verbindung hat. Von diesem Federraum 21 führt einerseits ein Kanal 22 zur Flanschfläche 23 der Anschlußplatte 7, andererseits ist er über das Druckbegrenzungsventil 14 und einen Kanal 24 mit dem Rücklauf 12 verbunden. Bei offenem Umschaltventil ist der Druckraum 17 über einen Kanal 25 zum Kanal 24 und somit direkt zum Rücklauf 12 entlastet. Vom Zulauf 9 zweigt neben einem in die Flanschfläche 23 mündenden Kanal 26 auch ein Kanal 27 ab, der zu dem Stromteilerventil 15 führt. Von ihm führen ein Kanal 28 für einen großen Teilstrom und ein Kanal 29 für einen kleinen Teilstrom zu der Flanschfläche 23. Ferner sind zwei von der Flanschfläche 23 ausgehende Kanäle 31 und 32 mit dem Rücklauf 12 verbunden.

Jedes Blockventill bis6 hat parallel zu seinen Flanschflächen 33, 34 eine durchgehende Schieberbohrung 35, in der ein Steuerschieber 36 dicht und gleitend geführt ist. Jede Schieberbohrung 35 weist als Erweiterungen ringförmige Steuerkammern 37, 38, 39, 41, 42, 43, 44, 45, 46 auf. Davon dienen die zwei nebeneinanderliegenden, nahe der Stirnfläche an der Bedienungsseite gelegenen Kammern 37 und 38 als Steuerumlauf, dagegen die zwei weiteren Kammern 39 und 41, die den Kammern 37 und 38 auf der der Bedienungsseite abgewandten Seite benachbart sind, als Neutralumlauf. Von den restlichen fünf nebeneinanderliegenden Kammern dient die mittlere 42 als Zulaufkammer; die beidseitig an diese Zulaufkammer angrenzenden Kammern 43 und 44 stehen jeweils über nicht gezeigte Anschlüsse und Arbeitsleitungen mit einem doppeltwirkenden Verbraucher in Verbindung, während die zwei außenliegenden Kammern 45,46 als Rücklaufkammern dienen.

Bei allen Blockventilen 1 bis 6 ist weiterhin die Anordnung von Steuer- und Neutralumlaufkanälen gleich. Von der zur Anschlußplatte 7 hin gerichteten Flanschfläche 33 führt ein Kanal 47 zur Steuerkammer 38, während von der Kammer 37 ein Kanal 48 zu der gegenüberliegenden Flanschfläche 34 führt. Diese Kanäle bilden einen Abschnitt der Steuerleitung. In entsprechender Weise bilden ein Kanal 49, die Kammern 41 und 39 und ein Kanal 51 einen Teil des Neutralumlaufs. Die Öffnungen dieser Kanäle in den Flanschflächen decken sich mit den entsprechenden Öffnungen benachbarter Blockventile. Die Kanäle 47 und 49 des in der Reihe letzten Ventils sind mit dem Steuerkanal 22 und dem Neutralumlaufkanal 26 in der Anschlußplatte 7 verbunden.

Entsprechend der übereinstimmenden Anordnung der genannten Steuerkammern hat jedes Blockventil 1 bis 6 auch den gleichen Steuerschieber 36. An seinem aus dem Gehäuse herausragenden, in der Figur rechts liegenden Ende (52) ist eine doppeltwirkende Rückholeinrichtung 53 angebracht; am anderen Schieberende 54 kann eine nicht näher gezeichnete Bedienungsvorrichtung mit Rasteinrichtung in bekannter Weise angeordnet werden.

Die Steuerschieber können zwei Arbeitsstellungen und eine dazwischenliegende Mittelstellung einnehmen. In dieser Mittelstellung, wie es die Figur zeigt, sind die beiden Kammern 37, 38 des Steuerumlaufs durch eine Ringnut 55 des Steuerschiebers 36 verbunden, ebenfalls die Kammern 39, 41 des Neutralumlaufs durch eine Ringnut 56. Die Ringnuten 55 und 56 liegen zwischen Schieberabschnitten 57, 58 und 59, welche Steuer- und Neutralumlauf nach außen und gegeneinander abdichten. Die Zulaufkammer 42, die beiden Verbraucherkammern 43, 44 und die Rücklaufkammern 45, 46 sind in Mittelstellung durch Schieberabschnitte 61, 62, 63 voneinander getrennt, die ihrerseits durch Ringnuten 64, 65, 66 im Steuerschieber 36 voneinander getrennt sind.

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Ein weiteres, allen Blockventilen 1 bis 6 gemeinsa- Bedarf auf entsprechende öffnungen von Steuerkanal mes Merkmal ist, daß der Abstand zwischen den die 48, Neutralumlaufkanal 51 und Rücklaufkanäle 71, Steuerleitung absperrenden Steuerkanten von Steuer- 72 eines angrenzenden Blockventils passen. Ein Anschieber 36 und Gehäuse kleiner ist als der Abstand schluß 85 für eine Rücklaufleitung ist vorhanden,
der entsprechenden Steuerkanten des Neutralumlaufs, 5 Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung ist wie so daß das Umschaltventil 13 vor dem Einsetzen der folgt:
Feinsteuerung betätigt wird. Bei Mittelstellung aller Steuerschieber 36 ist der

Bei allen Blockventilen ist im Zulaufkanal direkt Steuerumlauf über die Endplatte 8 mit dem Rücklauf

vor die Zulaufkammer 42 ein Rückschlagventil 67 85 verbunden.

eingebaut. An dem Steuerschieber 36 angebrachte io Fördert die Pumpe 10 Druckmittel in den Zulauf 9,

Feinsteuerabschnitte sind in bekannter Weise, z. B. als so baut sich durch einen Steuerölstrom vor der Dros-

Abfasungen oder Axialnuten ausgebildet und in der sei 18 im Umschaltventil 13 ein Druck auf, der den

Figur nicht gezeichnet. Umschaltschieber 19 entgegen der Kraft einer im Fe-

Bei den Blockventilen 1 und 2 handelt es sich um derraum 21 sitzenden Feder verschiebt. Die Pumpe 10

eine Schaltung mit Stromteilung. Ein Zulaufkanal 68 15 ist nun vom Zulauf 9 über Kanal 16, Druckkammer

im Blockventil 1 ist in der Flanschfläche 33 mit dem 17 und Kanäle 25, 24 direkt zum Rücklauf 12 entla-

für den kleinen Teilstrom vorgesehenen Kanal 29 in stet.

der Anschlußplatte verbunden und an der gegenüber- Bei Auslenkung des Steuerschiebers 36 des Blockliegenden Flanschfläche 34 durch das angrenzende ventilsl aus seiner Mittelstellung wird zuerst der Blockventil 2 abgesperrt. Der für den großenTeilstrom 20 Steuerumlauf gesperrt. Dadurch baut sich im Federausgelegte Kanal 28 der Anschlußplatte ist über einen raum des Umschaltventils 13 ein Druck auf, und der (, durchgehenden Kanal 69 im Blockventil 1 mit einem schließlich druckausgeglichene Umschaltschieber 19 ■ Zulaufkanal 68 im Blockventil 2 verbunden. Dieser schließt unter Einwirkung der Federkraft die Verbin-Zulaufkanal 68 hat gleichzeitig über einen Kanal 70 dung vom Zulauf 9 zum Rücklauf 12. Das Druckmit- '. Verbindung mit dem Neutralumlaufkanal 49 im glei- 25 tel fließt bei geschlossenem Umschaltventil 13 nun chen Ventilgehäuse. Von den Rücklaufkammern 45 über den Neutralumlauf zum Rücklauf 85 in der End- und 46 der Blockventile 1 und 2 führen jeweils die platte 8. Bewegt sich der Steuerschieber 36 weiter in Flanschflächen 33, 34 verbindende Kanäle 71 und 72 seine Arbeitsstellung, so setzt eine Feinsteuerung ein, zu den Rücklaufkanälen 31 und 32 in der Anschluß- sobald er den Neutralumlauf und den Zulauf zum platte 7. 30 Verbraucher gleichzeitig, aber gegensinnig auf- bzw.

Das Blockventil 3 ist am Blockventil 2 angeflanscht zusteuert. Während in Arbeitsstellung dem am Block- und zeigt eine übliche Parallelschaltung. Ein Zulauf- ventil 1 angeschlossenen Verbraucher nur der kleine kanal 68 und Rücklaufkanäle 71,72 sind mit den ent- Teilstrom vom Stromteilerventil 15 in der Anschlußsprechenden Kanälen des Blockventils 2 verbunden. platte 7 zugeführt wird, fließt der größere Teilstrom

Das Blockventil 4 ist für Sperrschaltung ausgelegt. 35 über den Kanal 69 des Blockventils 1 in den Zulauf-

Ein Zulaufkanal 68 ist nur über einen Kanal 73 mit kanal 68 des Blockventils 2, von wo aus er über den

dem Neutralumlauf kanal 49 im gleichen Blockventil Kanal 70 in den Neutralumlauf geleitet wird,

verbunden. Die Rücklaufkammern 45, 46 stehen wie- Bei gleichzeitiger Betätigung des Steuerschiebers 36

der durch Kanäle 71, 72 mit dem Rücklauf der vorge- irgend eines nachgeschalteten Blockventils 2 bis 6

schalteten Blockventile 1,2 und 3 in Verbindung. 40 wird dessen Neutralumlauf gesperrt und dem ange-

Bei dem Blockventil 5 wurde eine parallele Serien- schlossenen Verbraucher der große Teilstrom zugeschaltung verwirklicht. Der Zulaufkanal 68 hat durch führt, während in Ruhestellung von Blockventil 1 je- / die Flanschflächen 33, 34 hindurch Verbindung mit dem nachgeschalteten Blockventil 2 bis 6 bei dessen dem Zulaufkanal 68 des vorgeschalteten Blockven- alleiniger Betätigung der volle Druckmittelstrom zutils 4. Die Rücklaufkammern 45, 46 werden jedoch 45 fließt.

von Kanälen 74, 75 zum Ablaufkanal 51 des Neutral- In gleicher Weise wie bei den Blockventilen 1 und 2

Umlaufs entlastet. wird bei allen anderen Blockventilen 3 bis 6 mit Paral-

Bei dem Blockventil 6 handelt es sich um eine lelschaltung, Sperrschaltung, paralleler Serienschalsperrbare Serienschaltung. Die Zulaufkammer 42 tung und sperrbarer Serienschaltung bei Betätigung steht nur über einen Kanal 76 mit dem Zulaufkanal 49 50 eines Steuerschiebers 36 über die Steuerleitung 47, 48 des Neutralumlaufs in Verbindung. Die Rücklauf- das Umschaltventil 13 betätigt, bevor die Feinsteuekammern 45, 46 sind durch Kanäle 77, 78 zum Ab- rung beim Schließen des Neutralumlaufs einsetzt, laufkanal 51 des Neutralumlaufs entlastet. Diese Steuereinrichtung ist auch mit anderen Schal-

Die Endplatte 8 hat vier in ihre Flanschfläche mün- tungskombinationen, als sie die Figur zeigt, möglich,

dende Kanäle 79, 81, 82, 83, die durch einen Sammel- 55 z. B. wenn alle Ventile in gleicher Art nach einem der

kanal 84 miteinander verbunden sind und die je nach dargestellten Ventile ausgebildet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für mindestens zwei von einer Druckmittelquelle gespeiste hydraulische Verbraucher mit je einem jeweils im Hinblick auf eine bestimmte Schaltungsart in Verbindung mit dem ihn umgebenden Gehäuseabschnitt ausgebildeten Steuerschieber für jeden Verbraucher, welcher Steuerschieber mindestens eine zum Verbraucher führende Arbeitsleitung in einer Mittelstellung absperrt und der in zwei Arbeitsstellungen jeweils mit der Druckmittelquelle bzw. einem Rücklauf verbindet und eine Steuerleitung beeinflußt, die einem der unmittelbaren Rückleitung des von der Druckmittelquelle kommenden Druckmittelstromes dienenden Umschaltventil zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß getrennt von der Steuerleitung (47, 48) ein von der Druckmittelquelle (10) zum Rücklauf führender, in der Mittelstellung aller Steuerschieber (36) offener Neutralumlauf (49, 51) angeordnet ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Steuerleitung (47, 48) und den Neutralumlauf (49,51) maßgeblichen Steuerkanten so gegeneinander versetzt sind, daß im Verlauf des Verschiebens des Steuerschiebers (36) in eine Arbeitsstellung zunächst die Steuerleitung (47, 48) und dann der Neutralumlauf (49, 51) zugesteuert wird, wobei mindestens eine einer Arbeitsleitung zugeordnete Steuerkante einen das Feinsteuern ermöglichenden Übergangsbereich hat.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Anschlußplatte (7) das Umschaltventil (13), ein Druckbegrenzungsventil (14) und ein Stromteilerventil (15) eingebaut sind.

4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (47, 48) parallel zum Neutralumlauf (49, 51) vom Zulauf (9) über das Umschaltventil (13) und die Steuerschieber (36) zum Rücklauf führt.

5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem federbelasteten Schieber des Umschaltventils, der die Verbindung vom Zulauf zum Rücklauf in seiner Ruhestellung schließt und in Arbeitsstellung öffnet, und mit einer in diesem Schieber angeordneten Drossel, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (18) den Zulauf (9) und die Steuerleitung (47, 48) miteinander verbindet.

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