DE1550187B1 - Vier-Wege-Umschaltventil fuer hydraulische Anlag en - Google Patents
Vier-Wege-Umschaltventil fuer hydraulische Anlag enInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Vier-Wege-Umschalt- wirksamen Kurzschlußpfad mit eingebauter Drosselventil
für hydraulische Anlagen mit einer Druck- vorrichtung, die in Abhängigkeit von der Umschaltleituing,
einer Ablaiufleiitung und zwei zum hydrau- bewegung derart verstellbar ist, daß der Drossellischen
Motor über Umschaltöffnungen, führenden widerstand mit zunehmender Öffnung der Um-Arbeitskanälen.
5 schaltöffnungen zunimmt. Insbesondere kann als
Derartige Umschaltgeräte sind erforderlich, um Kurzschlußpfad ein für Umschaltgeräte bekannter, in
beim hydraulischen Motor eine Bewegungsumkehr zu der Neutralstellung wirksamer Kurzschlußkanal beerzielen.
Zu diesem Zweck wird in einer ersten Ar- nutzt werden.
beitsstellung die Druckleitung mit dem einen Arbeits- Auf diese Weise entsteht ein Gerät, das sowohl
kanal und die Ablaufleitung mit dem anderen Ar- io eine Umschaltung vornimmt als auch ein© Regelung
beitskanal verbunden, während in einer zweiten der Flüssigkeitsmenge gestattet. Je weiter das Um-
Arbeitsstellung die Verbindungeen vertauscht werden. schaltventil aus der Neutralstellung verstellt wird,
Oftmals besitzen die Umschaltventil© eine Neutral- um so mehr wird der Kurzschlußpfad gedrosselt, d. h.
stellung, in der die Druckleitung und die Ablauf leitung dem hydraulischen Motor strömt eine größere Menge
über einen Kurzschlußpfad miteinander verbunden 15 der Arbeitsflüssigkeit zu. Die Bedienung geschieht
sind. mit einem einzigen Handgriff, und zwar derart, daß
Die bekannten Umschaltventile dienen lediglich bei kontinuierlicher Verstellung dieses Handgriffs
der Umschaltfunktion. Will man außerdem die durch eine kontinuierliche Änderung dar zum Motor geleidas
hydraulische Gerät strömende Flüssigkeitsmenge teten Flüssigkeitsmenge von einem positiven Maxiändern,
beispielsweise um die Drehzahl des Motors 20 malwert zu einem negativen Maximalwert erreichbar
zu regeln, benutzt man ein in die Druckleitung ge- ist. Die Richtungsumkehir der Flüssigkeit erfolgt dabei
schaltetes Drosselventil, das jedoch die Druck- im Bereich einer bei Null liegenden Flüssigkeitsverhältnisse so ändert, daß keine lineare Regelung menge, so daß keine großen: Trägheitsmomente ummehr
möglich ist. Man benötigt zur Bedienung des zusteuern sind. Die Regelung über den Kurzschlußhydraulischen
Motors mehrere Handgriffe. Wenn 25 pfad ermöglicht es ferner, daß sich eine etwa linear
die Umsdhaltventiile bei laufendem Motor betätigt mit der Verstellbewegung ändernde Menge der Arwexden,
können infolge der TräglheitSifcräfteBeschädi- beitsflüssigkeit erreichen läßt. Sodann kommt man
gungen am Motor oder den angeschlossenen Teilen mit vier Anschlußstutzen aus; die Leitungen zwischen
auftreten. Ferner steigt mit der Zahl der verwendeten Umschaltventil und Mengenregler fallen fort.
Geräte auch die ZaIhI der Verbindunigsleiitungen und 30 Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Anschlußstellen, so daß sich der Aufbau der hydrau- Drosselwiderstand im Kurzschlußkanal zusätzlich in lisdhem Anlage verkompliziert. Dies gilt um so mehr, Abhängigkeit vom Druckabfall der Arbeitsflüssigkeit als außer den genannten Schalt- und Regelgeräten im Kurzschlußkanal oder zumindest an einem Teil normalerweise auch noch Sicherheitseinrichtungen seines Drosselwiderstandes verstellbar. Mit dieser vorgesehen sind, z. B. ein zwischen Druckleitung und 35 Maßnahme gelingt es, die Linearität der Durchfruß-Ablaufleitung geschaltetes Überdruckventil und ein mengencharakteristik zu verbessern. Insbesondere das Umschaltgerät überbrückendes Rückschlagventil. kann die Drosselvorrichtung in dem Kurzschlußkanal
Geräte auch die ZaIhI der Verbindunigsleiitungen und 30 Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Anschlußstellen, so daß sich der Aufbau der hydrau- Drosselwiderstand im Kurzschlußkanal zusätzlich in lisdhem Anlage verkompliziert. Dies gilt um so mehr, Abhängigkeit vom Druckabfall der Arbeitsflüssigkeit als außer den genannten Schalt- und Regelgeräten im Kurzschlußkanal oder zumindest an einem Teil normalerweise auch noch Sicherheitseinrichtungen seines Drosselwiderstandes verstellbar. Mit dieser vorgesehen sind, z. B. ein zwischen Druckleitung und 35 Maßnahme gelingt es, die Linearität der Durchfruß-Ablaufleitung geschaltetes Überdruckventil und ein mengencharakteristik zu verbessern. Insbesondere das Umschaltgerät überbrückendes Rückschlagventil. kann die Drosselvorrichtung in dem Kurzschlußkanal
Es ist ein Vier-Wege-Umschaltventil bekannt, das in Reihe mit einer bewegungsabhängigen Drossel-
außer seinem in der Neutral- und Freilaufstellung stelle eine druckabhängige Drosselstelle aufweisen. In
offenen Kurzschlußkanal einen die Druckseite mit 4° diesem Fall sind die beiden Drosselabhängigkeiten
der Rücklaufseite verbindenden Kanal aufweist, in deutlich voneinander getrennt und lassen sich je für
welahen ein Überdruckventil eingebaut ist. Dieses sich gut berechnen, konstruieren und justieren.
Überdruckventil öffnet in einer der Arbeitsstellungen, In diesem Zusammenhang kann es zweckmäßig
wenn ein zu hoher Druck auftritt. siein, die druckabhängige Drosselstelle aus zwei
Ferner ist eine aus mehreren konzentrischen 45 Steueröffnungen vor und hinter einem Steuerdruck-Hülsen
bestehende Drosseleinrichtung zum Einbau raum bestehen zu lassen, von denen sich bei steigenin
den Pfad des Arbeitsmittels bekannt, bei der eimer dem Druckabfall sowohl die hintere als auch die
von der Stellung des. Betätigungsorgans abhängigen vordere schließt, und diese Drosselstelle in Abhängig-Drosselstelle
eine vom Druckabfall an dieser Dros- kedt vom Druckabfall an der hinteren Steueröffnung
seistelle abhängige weitere Drosselstelle nachgeschal- 5° und der nachgeschalteten bewegungsabhängigen Drostet
ist. selstelle zu steuern.
Sodann kennt man einen Schieber, bei dem in den Eine konstruktiv sehr einfache Lösung erhält man,
Pfad des Arbeitsmittels zwei Drosselstellen gelegt wenn das Umschaltventil ein Drehschieber ist, auf
sind, damit an einer Zwischenstelle, an der der dessen Steuerfläche, z. B. seinem Umfang, nicht nur
Motor angeschlossen wird, ein bestimmter, wählbarer 55 die zum Umschalten erforderlichen Öffnungen, son-
Druck herscht. Die beiden Drosselstellen werden dem auch Öffnungen für die bewegungsabhängige
durch Längsnuten an einem gemeinsamen Kolben Drosselstelle des Kurzschlußkanals ausgebildet sind,
derart gebildet, daß sie gemeinsam immer den glei- Bei einer Verschiebung aus der Neutralstellung heraus
chen Drosselwiderstand bilden. vergrößert sich der Querschnitt der Umschaltöffnurt-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 60 gen, während sich der Querschnitt der auf der glei-Vier-Wege-Umsohaltventl
für einen hydraulischen chen Steuerfläche befindlichen Drosselöffnungen verMotor
zu schaffen, bei dessen Betätigung nicht nur kl'einert.
die Bewegungsrichtung des Motors umgeschaltet, In weiterer Ausgestaltung kann der Drehschieber
sondern auch die Bewegungsgeschwindigkeit geän- ein zylindrischer Hohlkörper sein, in dessen Hohl-
dert wird. 65 raum die druckabhängige Drosselstelle angeordnet
Die Erfindung geht aus von einem eingangs ist. Diese Ausführungsform gestattet es ferner, in dem
beschriebenen Vier-Wege-Umschaltventil und ist Hohlraum außerdem ein Überdruckventil und/oder
gekennzeichnet durch einen in der Arbeitsstellung ein Rückschlagventil unterzubringen. Dies ist möglich,
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weil der Hohlraum nicht nur den Platz hierfür bietet, bereinsatz bzw. dem Gehäuse möglich ist. Der Stift
sondern weil in dem Gerät auch alle für den Anschluß übernimmt dann nicht nur eine Befestigungsfunktion,
dieser Ventile erforderlichen Leitungen zusammen- sondern begrenzt auch den Drehwinkel zwischen den
laufen. Im Extremfall genügt daher eine einzige beiden Drehschieberteilen, also den Verstellbereich,
zwischen Pumpe und Arbeitsgerät zu schaltende Vor- 5 Ein Ausführungsbeispiel ist gekennzeichnet durch
richtung für alle Schalt-, Steuerungs- und Sicherheits- je einen Sektorausschnitt in dem inneren und äußeren
zwecke, wodurch sich eine erhebliche Vereinfachung Drehschieberteil mit etwa gleichem Winkel und durch
im Aufbau und in der Montage der hydraulischen eine Wickelfeder mit zwei abgewinkelten, in die AusAnlage
ergibt. schnitte greifenden und im entspannten Zustand einen Mit besonderem Vorteil wird das Umschaltventil io etwas größeren Winkel miteinander bildenden Enden,
so ausgebildet, daß in bekannter Weise die Steuer- von denen das eine durch den Wickel in die Ebene
gegeneinander versetzt sind (Umschaltöffnungen), und des anderen geführt ist. Eine solche axial kurze Feder
tung abwechselnd mit der Druckleitung und der hält die beiden Drehschieberteite mit einer bestimm-Ablauf
leitung verbundene erste und zweite Öffnungen, ten Vorspannung in ihrer Neutralstellung. Der Drehz.
B. Längsnuten, und die Steuerfläche des anderen 15 schieber kann gegen die Kraft der Feder in der einen
Drehschieberteils auf axial gegeneinander versetzten oder anderen Richtung gedreht werden, wobei sich
Bahnen erste und zweite Öffnungen aufweist, von jeweils gleiche Federbelastungen ergeben,
denen die Öffnungen der einen Bahn mit dem einen Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in Arbeitskanal und die Öffnungen der anderen Bahn der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels mit dem anderen Arbeitskanal verbunden, jedoch um 20 näher erläutert. Es zeigt
denen die Öffnungen der einen Bahn mit dem einen Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in Arbeitskanal und die Öffnungen der anderen Bahn der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels mit dem anderen Arbeitskanal verbunden, jedoch um 20 näher erläutert. Es zeigt
die Umfangsteilung der Öffnungen des anderen Teils F i g. 1 das Schaltbild einer hydraulischen Anlage
gegeneinander versetzt sind (Umschaltöffnungen), und mit dem erfindungsgemäßen Umschaltventil,
daß in der Steuerfläche des einen Drehschieberteils Fig. 2 eine Draufsicht auf das Umschaltventil mit der Druckleitung verbundene dritte Öffnungen ohne Stirndeckel und Bolzen,
vorgesehen sind, die mit an die Ablaufleitung ange- 25 F i g. 3 einen Längsschnitt, der hauptsächlich sdhlossenen dritten Öffnungen in der Steuerfläche des durch die senkrechte Mittelebene und nur im oberen anderen Drehschieberteils zusammenwirken, wobei Teil in Höhe der Linie A-A durch die Anschlußsich in der Neutralstellung ihr größter Öffnungsquer- stutzen für die Druck- und die Ablaufleitung geschnitt ergibt (bewegungsabhängige Drosselstelle). führt ist,
daß in der Steuerfläche des einen Drehschieberteils Fig. 2 eine Draufsicht auf das Umschaltventil mit der Druckleitung verbundene dritte Öffnungen ohne Stirndeckel und Bolzen,
vorgesehen sind, die mit an die Ablaufleitung ange- 25 F i g. 3 einen Längsschnitt, der hauptsächlich sdhlossenen dritten Öffnungen in der Steuerfläche des durch die senkrechte Mittelebene und nur im oberen anderen Drehschieberteils zusammenwirken, wobei Teil in Höhe der Linie A-A durch die Anschlußsich in der Neutralstellung ihr größter Öffnungsquer- stutzen für die Druck- und die Ablaufleitung geschnitt ergibt (bewegungsabhängige Drosselstelle). führt ist,
Für die konstruktive Ausgestaltung der druck- 30 F i g. 4 eine Draufsicht auf einen zylindrischen
abhängigen Drosselstelle empfiehlt sich ein im Hohl- Drehschiebereinsatz,
raum des inneren Drehschieberteils axial verschieb- Fig. 5 eine Ansicht des inneren Drehschieberteils,
barer, federbelasteter, hohler und den Steuerdruck- Fig. 6 einen senkrechten Schnitt durch den inneren
raum umschließender Druckkolben, der einerseits Drehschieberteil,
vom Ablaufdruck und andererseits vom höheren 35 F i g. 7 eine Abwicklung der Steuerfläche des inne-Druck
im Steuerdruckraum beaufschlagt ist und in ren Drehschieberteils (äußerer Umfang),
der Wand erste Steueröffnungen aufweist, die mit Fig. 8 eine Abwicklung der Steuerfläche des Dreh-Kanälen im inneren Drehschieberteil als druckabhän- Schiebereinsatzes (innere Umfangsfläohe),
gige Drosselstelle zusammenwirken, welche Kanäle F i g. 9 einen Teilschnitt längs der Linie B-B der mit der bewegungsabhängigen Drosselstelle bzw. der 4° Fig. 3 und
der Wand erste Steueröffnungen aufweist, die mit Fig. 8 eine Abwicklung der Steuerfläche des Dreh-Kanälen im inneren Drehschieberteil als druckabhän- Schiebereinsatzes (innere Umfangsfläohe),
gige Drosselstelle zusammenwirken, welche Kanäle F i g. 9 einen Teilschnitt längs der Linie B-B der mit der bewegungsabhängigen Drosselstelle bzw. der 4° Fig. 3 und
Ablaufleitung verbunden sind. Hierbei kann die Fig. 10 eine Seitendarstellung einer Rückstell-
Wand des Druckkolbens zweite Steueröffnungen auf- feder.
weisen, welche mit Kanälen im inneren Drehschieber- In dem Schaltbild der F i g. 1 fördert eine Pumpe 1,
teil als weitere druckabhängige Drosselstelle zusam- die mit konstanter Geschwindigkeit von einem Mo-
menwirken, welche Kanäle mit der Druckleitung ver- 45 tor 2 angetrieben wird, über eine Druckleitung 3
bunden sind. ' Arbeitsflüssigkeit zum erfindungsgemäßen Umschalt-
Eine in axialer Richtung besonders, kurze Ausfüh- ventil 4. Von diesem Umschaltventil führt eine Ab-
rung ergibt sich, wenn die dritten Öffnungen des laufMtung 5 über einen Filter 6 zum Tank 7. Ein
einen Drehschieberteils in axialer Verlängerung der hydraulischer Motor 8 ist über zwei Arbeitskanäle 9
ersten Öffnungen angeordnet sind, aber in der glei- 50 und 10 mit dem Umschaltventil 4 verbunden. Das
chen Umfangsbahn wie die Enden der zweiten Öff- Umschaltventil 4 besitzt dementsprechend einen An-
nungen liegen. schlußstutzen 11 für die Druckleitung 3, einen An-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das schlußstutzen 12 für die Ablaufleitung 5 und zwei
Drehschiebergehäuse als zylindrischer Einsatz in ein Anschlußstutzen 13, 14 für die Arbeitskanäle 9, 10.
feststehendes, mit Anschlußstutzen versehenes Ge- 55 Aus dem Umschaltventil 4 ragt eine drehbare Welle
häuse eingesetzt sein. Ein solcher Einsatz läßt sich 15, mit deren Hilfe die durch den Motor strömende
wesentlich einfacher bearbeiten als das Gehäuse. Arbeitsflüssigkeit 8 sowohl hinsichtlich ihrer Menge
Darüber hinaus kann man ein auch für andere Zwecke als auch hinsichtlich ihrer Richtung geregelt werden
bereits vorhandenes Drehsdhiebergehäuse verwenden, kann.
bei dem die Anpassung des feststehenden Drehschie- 60 Das erfindungsgemäße Umschaltventil besitzt ein
berteils durch die Ausbildung des zylindrischen Ein- in F i g. 2 von oben gezeichnetes Gehäuse 16, welsatzes
erfolgt. ches den Druckleitungsanschluß 11, den Ablauf-Zweckmäßigerweise
greift ein Stift durch radiale leitungsanschluß 12 und die beiden Arbeitskanal-Öffnungen
im Gehäuse, im zylindrischen Drehschie- anschlüsse 13 und 14 erkennen läßt. Das Gehäuse
bereinsatz und im inneren Drehschieberteil, wobei die 65 besaitet ©inen gestrichelt angedeuteten rotations-Öffnungen
im inneren Drehschieberteil eine solche symmetrischen Hohlraum 17, von welchem hier ledig-Größe
besitzen, daß eine begrenzte Winkeldrehung lieh der Abschnitt 18 und der Abschnitt 19 mit etwas
zwischen diesem und dem zylindrischen Drehschie- größerem Durchmesser von Interesse sind. Von den
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vier Anschlußstutzen 11 bis 14 führen vier Kanäle 20 öffnung 55 mit den Mündungen 48 der Kanäle 45 als
bis 23 zu demHohkaum 17, und zwar derart, daß der zweite druckabhängige Drosselstelle wirkt.
Kanal 21 in Abschnitt 19 mündet, während der Ka- In den Hohlraumabsohndtt 35 ist ein Überdrucknal 20 am entgegengesetzten Ende des Abschnitts 18 ventil 58 beliebiger Bauart eingesetzt, das öffnet, und die Kanäle 22 und 23 mit Abstand voneinander 5 wenn der Druck zwischen Druckleitung und Ablaufin einen mittleren Bereich münden. leitung einen vorgegebenen Wert übersteigt. Im vor-
Kanal 21 in Abschnitt 19 mündet, während der Ka- In den Hohlraumabsohndtt 35 ist ein Überdrucknal 20 am entgegengesetzten Ende des Abschnitts 18 ventil 58 beliebiger Bauart eingesetzt, das öffnet, und die Kanäle 22 und 23 mit Abstand voneinander 5 wenn der Druck zwischen Druckleitung und Ablaufin einen mittleren Bereich münden. leitung einen vorgegebenen Wert übersteigt. Im vor-
In die Hohlraumabschnitte 18 und 19 ist ein Dreh- liegenden Fall wird eine Patrone verwendet, bei cfer
schiebereinsatz 24 eingefügt. Er besitzt an seinem ein im Raum 44 eventuell herrschender Überdruck
äußeren Umfang vier Umfangsauten 25 bis 28, die einen ersten Ventilkörper 59 gegen die Kraft einer
einen solchen axialen Abstand voneinander haben, io Feder verschiebt. Der dann sich unter dem eigent-
daß die Umfangsiiut 25 mit dem Kanal 19, die Um- liehen Ventükörpe 60 aufbauende Druck hebt diesen
f angsnut 26 mit dem Kanal 21, die Umfangsnut 27 von seinem Sitz 61 ab. Die ganze Anordnung wird
mit dem Kanal 22 und die Umfangsnut 28 mit dem durch einen Sprengring 62 im Drehschieber 34 fest-
Kanal20 kommuniziert. Demzufolge steht die Um- gehalten.
f angsnut 25 mit der Druckleitung, die Umf angsnut 26 15 Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, weist die rechte
mit dem einen Arbeitskanal, die Umfangsnut 27 mit Stirnseite des Gehäuses 16 aneinander gegenüber-
dem. anderen Arbeitskanal und die Umfangsnut 28 liegenden Stellen je eine Aussparung 63 auf, in welche
mit der Ablaufleitung in Verbindung. Den Umschalt- bei der Montage ein Stift 64 eingelegt wird. Dieser
funktionen dienen erste Öffnungen 29 in der Um- Stift wird durch den Gehäusedeckel 65 festgehalten,
fangsnut 26 und zweite Öffnungen 30 in der Um- 20 wenn dieser mit Schrauben 66 befestigt wird. Der
fangsnut 27. Der Drosselung im Kurzschlußpfad Stift greift durch zwei stirnseitige Aussparungen 67
dienen dritte Öffnungen 31 in der Umfangsnut 28. des Einsatzes 24 und durch zwei stirnseitige Aus-
Die Öffnungen 32 in der Umfangsnut 28 und die Öff- schnitte 68 mit größerem, sektorartigem Querschnitt
nungen 33 in der Umfangsnut 25 dienen lediglich in dem inneren Drehschieberteil 34, Der Dreh-
dem Flüssigkeitsdurchtritt und haben keine eigene 25 schieberteil 34 hat daher gegenüber dem Einsatz 24
Steuerfunktion. eine begrenzte Winkelverdrehbarkeit. Sodann sind
Der innere Drehschieberteil 34 (Fig. 5 und 6) be- die beiden Drehschieberteile 24 und 25 mit stimsteht
aus einem zylindrischen Hohlkörper, dessen seitigen Sektorausschnitten 69 und 70 ausgestattet,
Hohlraum im wesentlichen einen Abschnitt 35 größe- die etwa den gleichen Winkel einschließen. An die
ren Durchmessers und einen Abschnitt 36 kleineren 30 Wände dieser Ausschnitte legen sich die beiden Enden
Durchmessers besitzt. An der Fassung 37 kann eine 71 und 72 einer Wickelfeder 73, welche den Drehdrehbare
Handhabe 15 aufgesteckt werden. Der schieberteil 34 in seine Neutralstelle zwingt, ihn aber
Außenumfang des Drehschieberteils 34, der mit dem gegen die Wirkung der Federkraft verdrehen läßt.
Innenumfang des Einsatzes 24 die eigentliche Steuer- Die beiden Enden 71 und 72 haben im entspannten
fläche bildet, trägt erste Öffnungen in Form von 35 Zustand der Feder 73 einen etwas größeren Winkel
Längsnuten 38 und, in Umf angsrichtung hierzu ver- (F i g. 10), als der durch die Sektorausschnitte 69 und
setzt, zweite Öffnungen in Form von Längsnuten 39, 70 gegeben ist. Das Ende 72 ist durch den Winkel
welche der Umschaltfuniktion dienen. Ferner sind hindurch in die Ebene des anderen Endes 71 geführt,
dritte Öffnungen 40 als Mündungen von Kanälen 41 Auch die Feder 73 wird durch den Stift 64 am Hervorgesehen,
die an der Drosselfunktion teilnehmen. 40 ausfallen gehindert.
Die Öffnungen 40 liegen in Verlängerung der Längs- Zum Verständnis der Arbeitsweise des Umschaltnuten
38 und in der gleichen Umfangsbahn wie die ventils sei auf die Fig. 7 und 8 verwiesen, welche in
Enden der Längsnuten 39. Eine Umfangsnut 42 dient Abwicklung den Außenumfang des inneren Drehder
Verteilung der Druckflüssigkeit in den Längs- schieberteils 34 und den Innenumfang des Einsatzes
nuten 38. Von der Umfangsnut führen Bohrungen 43 45 24 zeigen. Für das veranschaulichte Ausführungsbeiin
den vordersten Abschnitt 34 des Höhlraums des spiel sei angenommen, daß die einzelnen Steuer-Drehschieberteils
34. Von den Längsnuten 38 führen öffnungen über den Umfang dreimal verteilt sind, daß
Bohrungen 44 in den Abschnitt 35 und Bohrungen 45 sie also einen Abstand von je 120° haben. Der Teil
in den Abschnitt 36. Von den Längsnuten 39 führen 34 ist in Richtung des Doppelpfeiles P mit Bezug auf
Bohrungen 46 in den Abschnitt 35. Die inneren Mün- 50 den Teil 24 verdrehbar.
düngen 47 des Kanals 41 und 48 des Kanals 45 sind Über die Öffnungen 33 wird der Umfangsnut 42
näher bezeichnet, weil sie an der druckabhängigen- und den Längsnuten 38 Flüssigkeit mit Pumpendruck
Drosselung beteiligt sind. Eine Bahrung 49 schließ- zugeführt. In der Neutralstellung decken sich die
lieh verbindet das linke Ende des Hohlraums 36 mit Öffnungen 31 und 40 der Drosselstelle, während die
dem Ablaufdruck in dem Abschnitt 19 des Gehäuses. 55 Längsnuten 38 und 39 jeweils zwischen den Öffnun-
In den Hohlraumabschnitt 36 ist ein hohler Druck- gen 29 und 30 liegen. Demzufolge fließt die gesamte
kolben 50 eingesetzt, der einerseits unter der Wirkung von der Pumpe kommende Flüssigkeitsmenge über
einer Feder 51 und dem im Raum 52 herrschenden die Längsnuten 38, die Bohrungen 45, die druck-
Ablaufdruck und andererseits unter der Wirkung des abhängige Drosselstelle 48, 55, den Steuerdruckraum
im Steuerdruckraum 53 herrschenden Drucks steht. 60 53, die druckabhängige Drosselstelle 54, 47, den
In der Wand des Druckkolbens 50 ist eine erste Kanal 40 und die vollkommen offene bewegungs-
Steueröffnung in Form einer Umfangsnut 54 und eine abhängige Drossestelle 40, 31 zum Ablaufstutzen,
zweite Steueröffnung in Form einer Umfangsnut 55 Wird der Schieberteil 34 etwas gedreht, kommt die
vorgesehen. Beide Umfangsnuten sind über Bohrun- Längsnut 38 mit einer der Öffnungen 29, 30 in Ver-
gen 56 und 57 mit dem Steuerdruckraum 53 verbun- 65 bindung, während die Längsnut 39 mit der anderen
den. Die erste Steueröffnung 54 wirkt mit den Mün- Öffnung in Verbindung tritt. Demzufolge fließt nun
düngen 47 der Kanäle 41 als erste druckabhängige ein von der Größe der Umschaltöffnung 38, 29 und
Drosselstelle zusammen, während die zweite Steuer- 39, 30 abhängiger Teil der Pumpenflüssigkeit zum
Arbeitsmotor. Gleichzeitig ist der freie Querschnitt der bewegungsabhängigen Drosselstelle 31,40 kleiner
geworden, so daß sich ein größerer Drosselwiderstand im Kurzschlußpfad ergibt. Infolgedessen bleibt der
Druckabfall im Kurzschlußpfad trotz der geringeren über ihn fließenden Arbeitsmenge etwa konstant,
wenn der Arbeitsdruck etwa konstant ist. Diese Funktionsweise ist unabhängig davon, ob der
Schieberteil 34 nach links oder nach rechts gedreht wird. Die Längsnuten 29 stehen jeweils über die Öffmingen
32 mit der Ablaufseite in Verbindung.
Außer der bewegungsabhängigen Drosselstelle 31, 40 ist im Kurzschlußpfad noch die druckabhängige
Drosselstelle 48, 55 und 47, 54 zu berücksichtigen. Der Druckkolben 50 verschiebt sich bei anwachsendem
Druckabfall an den beiden Drosselstellen 47, 54 und 48, 55 nach links. Hierdurch wird der Drosselwiderstand
der druckabhängigen Drosselstelle 48, 55 erhöht, so daß der Druckabfall an der druckabhängigen
Drosselstelle 47, 54 und an der bewegungsabhängigen Drosselstelle 31, 40 etwa konstant bleibt.
Bei steigendem Druck wird aber außerdem der Drosselwiderstand der Drosselstelle 47, 54 erhöht.
Hiermit soll der Tatsache Rechnung getragen werden, daß mit steigendem Druck die Leckverluste des
hydraulischen Motors größer werden, so daß zur Beibehaltung der gewünschten Arbeitsleistung dieses
Motors eine etwas größere Arbeitsmittelmenge, als es dem linearen Anstieg entspricht, durch den Motor
geschickt werden muß.
Bei einem Überdruck zwischen Druckleitung und Ablaufleitung öffnet das Überdruckventil 58, das
Erfindungsprinzip läßt sich auch bei einem Drehschieber anwenden, dessen Stirnflächen die Steuerflächen
bilden. Es ist auch möglich, einen Flachschieber zu benutzen oder auf irgendeine andere
Weise die Verstellung des Umschaltventils mit einer Verstellung des Drosselwiderstandes eines Kurzschlußpfades
zu koppeln.
Claims (15)
1. Vier-Wege-Umschaltventil für hydraulische Anlagen mit einer Druckleitung, einer Ablaufleitung
und zwei zum hydraulischen Gerät über Umschaltöffnungen führenden. Arbeitskanälen,
gekennzeichnet durch einen in der Arbeitsstellung wirksamen Kurzschlußpfad mit eingebauter Drosselvorrichtung (31, 40), die in
Abhängigkeit von der Umschaltbewegung derart verstellbar ist, daß der Drosselwiderstand mit zunehmender
Öffnung der Umschaltöffnungen (29, 30; 38, 39) zunimmt.
2. Umschaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kurzschlußpfad ein für
Umschaltventile bekannter, in der Neutralstellung wirksamer Kurzschlußkanal benutzt wird.
3. Umschaltventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselwiderstand
im Kurzschlußkanal zusätzlich in Abhängigkeit vom Druckabfall der Arbeitsflüssigkeit im
Kurzschlußkanal oder zumindest an einem Teil seines Drosselwiderstandes verstellbar ist.
4. Umschaltventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung in
dem Kurzschlußkanal in Reihe mit einer bewegungsabhängigen Drosselstelle (31, 40) eine
druckabhängige Drosselstelle (47, 54; 48, 55) aufweist.
5. Umschaltventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die druckabhängige Drosselstelle
aus zwei Steueröffnungen vor und hinter einem Steuerdruckraum (53) besteht, von denen
sich bei steigendem Druckabfall sowohl die hintere (47, 54) als auch die vordere (48, 55) anschließt,
und die in Abhängigkeit vom Druckabfall an der hinteren Steueröffnung und der
nachgeschalteten bewegungsabhängigen Drosselsteile gesteuert ist.
6. Umschaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Drehschieber
(24, 34), auf dessen Steuerfläche, z. B. seinem Umfang, nicht nur die zum Umschalten erforderlichen
Öffnungen (29, 30; 38, 39), sondern auch Öffnungen (31, 40) für die bewegungsabhängige
Drosselstelle des Kurzschlußkanals ausgebildet sind.
7. Umschaltventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber einen
zylindrischen Hohlkörper (34) aufweist, in dessen Hohlraum die druckabhängige Drosselstelle (47,
54; 48, 55) angeordnet ist.
8. Umschaltventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlraum des zylindrischen
Hohlkörpers (34) außerdem ein- Überdruckventil (58) untergebracht ist.
9. Umschaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter
Weise die Steuerflächen des einen Drehschieberteils (34) in Umfangsrichtung abwechselnd mit
der Druckleitung und der Ablaufleitung verbundene erste und zweite Öffnungen, z. B. Längsnuten
(38, 39), und die Steuerfläche des anderen Drehschieberteils (24) auf axial gegeneinander
versetzten Bahnen erste und zweite Öffnungen (29, 30) aufweist, von denen die Öffnungen der
einen Bahn mit dem einen Arbeitskanal (9) und die Öffnungen der anderen Bahn mit dem anderen
Arbeitskanal (10) verbunden, jedoch um die Umfangsteilung der Öffnungen des anderen Teils
gegeneinander versetzt sind (Umschaltöffnungen), und daß in der Steuerfläche des einen Drehschieberteils
(34) mit der Druckleitung (3) verbundene dritte Öffnungen (31) vorgesehen sind, die mit an die Ablaufleitung (5) angeschlossenen
dritten Öffnungen (40) in der Steuerfläche des
anderen Drehschieberteils (34) zusammenwirken, wobei sich in der Neutralstellung ihr größter
Öffnungsquerschnitt ergibt (bewegungsabhängige Drosselstelle).
10. Umschaltventil nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch einen im Hohlraum
(36) des inneren Drehschieberteils (34) axial verschiebbaren, federbelasteten, hohlen und den
Steuerdruckraum (53) umschließenden Druckkolben (50), der einerseits vom Ablaufdruck und
andererseits vom höheren Druck im Steuerdruckraum beaufschlagt ist und in der Wand erste
Steueröffnungen (54) aufweist, die mit Kanälen (41) im inneren Drehschieberteil (34) als druckabhängige
Drosselstelle (47, 54) zusammenwirken, welche Kanäle mit der bewegungsabhängigen
Drosselstelle (31, 40) bzw. der Ablaufleitung (5) verbunden sind.
11. Umschaltventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Druckkolbens
(50) zweite Steueröffnungen (55) aufweist, welche
009519/96
mit Kanälen (45) im inneren Drehschieberteil
(34) als weitere druckabhängige Drosselstelle (48, 55) zusammenwirken, welehe Kanäle mit der
Druckleitung (3) verbunden sind.
12. Umschaltventil nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten
Öffnungen (40) des einen Drehschieberteils (34)
in axialer Verlängerung der ersten Öffnungen (38) angeordnet sind, aber in der gleichen
Umfangsbahn wie die Enden der Öffnungen (39) ίο
liegen.
13. Umschaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehschiebergehäuse
als zylindrischen Einsatz (24) in ein feststehendes, mit Anschlußstutzen versehenes
Gehäuse (16) eingesetzt ist.
14. Umschaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13,, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stift (64)
durch radiale Öffnungen (63, 67, 68) im Gehäuse
(16), im zylindrischen Drehschiebereinsatz (24) und im inneren Drehschieberteil (34) greift, wobei
die Öffnungen (68) im inneren Drehschieberteil eine solche Größe besitzen, daß eine begrenzte
Winkeldrehung zwischen diesem und dem zylindrischen Drehschiebereinsatz bzw. dem Gehäuse
möglich ist.
15. Umschaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch je einen Sektorausschnitt
(69, 70) m dem inneren und äußeren Drehschieberteil (24, 34) mit etwa gleichem
Winkel und durch eine Wickelfeder (73) mit zwei abgewinkelten, in die Ausschnitte greifenden und
im entspannten Zustand einen etwas größeren
Winkel miteinander bildenden Enden (71, 72), von denen das eine durch den Wickel in die
Ebene des anderen eingeführt wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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DED0050258 | 1966-06-07 |
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Legal Events
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