DE19640103C2 - Steuerventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil mit einem Ge­ häuse, das einen Pumpenanschluß, eine Tankanschlußan­ ordnung, eine Arbeitsanschlußanordnung und eine Last­ druckanschlußanordnung aufweist, die jeweils mit einer Öffnungsanordnung in einer Steuerfläche in Verbindung stehen, und mit einem Schieber, der in dem Gehäuse be­ wegbar angeordnet ist und mit der Steuerfläche zusam­ menwirkt, wobei der Schieber Nuten und/oder Kanäle auf­ weist, so daß er stellungsabhängig vorbestimmte Öff­ nungsanordnungen miteinander verbindet oder voneinander trennt.

Ein derartiges Steuerventil ist beispielsweise durch das Ventil PVG 32 der Danfoss A/S, Nordborg, Dänemark, bekannt geworden.

Die Arbeitsanschlußanordnung besteht hierbei aus zwei Arbeitsanschlüssen, die mit einem hydraulischen Ver­ braucher verbunden werden können. Die Tankanschlußan­ ordnung besteht aus zwei Tankanschlüssen, die gegebe­ nenfalls auch zu einem Tankanschluß zusammengefaßt wer­ den können. Die Lastdrucksignalanschlußanordnung weist zwei Lastdruckanschlüsse auf, die gegebenenfalls auch zu einem einzigen Lastdruckanschluß zusammengefaßt wer­ den können. Dort liegt der höhere der beiden Drücke an den beiden Arbeitsanschlüssen an, sobald der Schieber seine Neutralstellung verlassen hat, d. h. sobald er einen Flüssigkeitspfad vom Pumpenanschluß zu einem der Arbeitsanschlüsse eingestellt hat.

Das Lastdrucksignal signalisiert der Druckquelle, bei­ spielsweise einer gesteuerten Pumpe oder einer Pumpe mit nachgeschaltetem Druckregelventil, den Druckbedarf des an der Arbeitsanschlußanordnung angeschlossenen Verbrauchers. Dieser ist dann, wenn sich der Schieber in seiner Neutralstellung befindet, gleich Null. Dem­ entsprechend sollte das Lastdrucksignal ebenfalls sei­ nen minimalen Wert annehmen. Aus diesem Grunde ist es bekannt, in der Neutralstellung die Lastdrucksignalan­ schlußanordnung mit der Tankanschlußanordnung zu ver­ binden.

Allerdings setzt diese Beschaltung voraus, daß in der Tankanschlußanordnung tatsächlich immer der gewünschte minimale Druck vorliegt. Dies ist aber nicht der Fall, insbesondere dann nicht, wenn in der Tankleitung, d. h. der Leitung, die das Steuerventil mit einer Drucksenke verbindet, ein Gegendruckventil angeordnet ist. Dieses Gegendruckventil kann durchaus eine Druckerhöhung auch in der Tankleitung bewirken.

Ein weiteres Problem bei derartigen Steuerventilen ist darin zu sehen, daß es schwierig ist, eine gute Dich­ tigkeit zu realisieren. Es besteht immer die Gefahr, daß Hydraulikflüssigkeit zwischen dem Schieber und dem Gehäuse nach außen tritt. Man kann dieses Problem zwar teilweise dadurch entschärfen, daß man hier Dichtungen vorsieht. Bei höheren Drücken können die Dichtungen ihre Aufgabe aber vielfach nicht mehr oder nur noch unzulänglich erfüllen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dichtig­ keit des Ventils zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einem Steuerventil der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zu­ sätzlich eine Hilfstankanschlußanordnung vorgesehen ist, die mit einer Hilfstanköffnungsanordnung in der Steuerfläche in Verbindung steht, und daß der Schieber eine Hilfstankleitung oder -nut aufweist, die in seiner Neutralstellung die Hilfstanköffnungsanordnung mit der Lastdrucköffnungsanordnung verbindet.

Mit dieser Anordnung erreicht man gleich mehrere Vor­ teile. Zum einen wird sichergestellt, daß in der Neu­ tralstellung des Schiebers das Lastdrucksignal immer auf dem Druck gehalten wird, der in der Hilfstankan­ schlußanordnung herrscht. Diese Hilfstankanschlußanord­ nung ist von der Tankanschlußanordnung getrennt und kann daher mit einem anderen Druck versorgt werden, beispielsweise tatsächlich dem Tankdruck oder dem Druck einer anderen Drucksenke, der nicht durch zwischenge­ schaltete Ventile, wie beispielsweise ein Gegendruck­ ventil, erhöht worden ist. Damit kann man der Druck­ quelle für dieses spezielle Steuerventil signalisieren, daß der angeschlossene Verbraucher keinen Leistungsbe­ darf hat. Darüber hinaus steht aber eine zusätzliche Abflußmöglichkeit für Hydraulikflüssigkeit zur Verfü­ gung, die in den Spalt zwischen dem Schieber und dem Gehäuse gelangt. Der Aufbau größerer Drücke, der zu einer Undichtigkeit im Bereich der Dichtungen führen könnte, wird damit von vornherein vermieden. Anderer­ seits wird die Funktion des Steuerventiles nicht beein­ trächtigt, Drücke vom Pumpenanschluß zu einem der bei­ den Arbeitsanschlüsse oder von dem anderen der beiden Arbeitsanschlüsse zum Tankanschluß zu leiten. Auch im übrigen kann das Steuerventil weitgehend unverändert gehalten werden, d. h. der Lastdruckanschluß kann mit demjenigen der beiden Arbeitsanschlüsse verbunden wer­ den, in dem der höhere Druck herrscht. Dies ist im all­ gemeinen der Arbeitsanschluß, der mit dem Pumpenan­ schluß verbunden wird.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß ein Spalt zwischen dem Schieber und dem Gehäuse mit einer Dichtungsanordnung nach außen abgedichtet ist und die Hilfstanköffnungsanordnung der Dichtungsanordnung benachbart angeordnet ist. Damit wird praktisch unmit­ telbar neben der Dichtungsanordnung noch eine Abfluß­ möglichkeit für Hydraulikflüssigkeit geschaffen, die bis dahin vorgedrungen ist. Zwischen der Hilfstanköff­ nungsanordnung und der Dichtungsanordnung ist eine wei­ tere Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit nicht mehr mög­ lich. Damit kann sich in diesem Bereich auch kein höhe­ rer Druck mehr aufbauen. Die Dichtigkeit wird damit drastisch verbessert. Neben dem Vorteil, daß hier prak­ tisch keine Hydraulikflüssigkeit mehr austritt, sondern diese direkt über den Hilfstankanschluß abgeführt wird, ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß sich auch kei­ ne Drücke aufbauen, die einer Betätigungskraft für den Schieber entgegenwirken könnten. Insbesondere dann, wenn der Schieber fernbetätigt werden soll, d. h. über einen Hilfsantrieb verstellt werden soll, muß man dann nicht mehr dafür sorgen, daß diese Gegendrücke eventu­ ell kompensiert werden.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Hilfstanköff­ nungsanordnung die gesamte Länge der Dichtungsanordnung abdeckt. Die Hilfstanköffnungsanordnung bildet dann eine zuverlässige Sperre. Jegliche Flüssigkeit, die bis zu der Hilfstanköffnungsanordnung vordringt, wird abge­ führt. Es gibt keine Stege mehr, über die doch Hydrau­ likflüssigkeit gelangen könnte, um bis zur Dichtungs­ anordnung vorzudringen.

Vorzugsweise ist der Schieber in einer Zylinderbohrung im Gehäuse angeordnet und zumindest die Hilfstanköff­ nungsanordnung weist Ringnuten in der Wand der Zylin­ derbohrung auf. Dies ist eine relativ einfache Möglich­ keit, den Schieber und das Gehäuse auszubilden. Man kann dann die Hilfstankanschlußanordnung an bekannten Steuerventilen zusätzlich vorsehen, wobei nur geringe Modifikationen notwendig sind.

Bevorzugterweise ist die Hilfstankanschlußanordnung mit einem durch das Gehäuse durchgehenden Kanal verbunden. Damit läßt sich auch dieses Steuerventil in einer An­ ordnung aus mehreren Steuerventilen verwenden. Neben einem durchgehenden Pumpenanschluß und einem durchge­ henden Tankanschluß ist dann der durchgehende Hilfs­ tankanschluß vorhanden, über den die Hilfstankanschluß­ anordnung die eintretende Hydraulikflüssigkeit abführen kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung beschrieben. Hierin zeigt

die einzige Figur einen schematischen Querschnitt durch ein Steuerventil.

Ein Steuerventil 1 weist ein Gehäuse 2 und einen Schie­ ber 3 auf, der axial verschiebbar in einer Zylinderboh­ rung 4 im Gehäuse 2 angeordnet ist.

In der Zeichnung erkennbar sind zwei Arbeitsanschlüsse 5, 6, die zusammen eine Arbeitsanschlußanordnung bil­ den. Jeder Arbeitsanschluß 5, 6 steht in Verbindung mit einer Arbeitsanschlußöffnung 7, 8 in der Wand der Zy­ linderbohrung 4. Diese beiden Arbeitsanschlußöffnungen 7, 8 bilden zusammen eine Arbeitsanschlußöffnungsanord­ nung.

Ferner sind zwei Tankanschlüsse 9, 10 erkennbar, die zusammen eine Tankanschlußanordnung bilden. Jeder Tank­ anschluß 9, 10 steht in Verbindung mit einer Tankan­ schlußöffnung 11, 12, die zusammen eine Tankanschluß­ öffnungsanordnung bilden.

Ein Pumpenanschluß 13 steht mit einer Pumpenöffnung 14 in der Wand des Zylinders 4 in Verbindung.

Schließlich ist in der Wand des Zylinders 4 für jeden Arbeitsanschluß 5, 6 eine Lastdrucköffnung vorgesehen, wobei jede Lastdrucköffnung 15, 16 über einen nicht näher dargestellten Kanal mit einem ebenfalls nicht näher dargestellten Lastdruckanschluß in Verbindung steht. Die beiden Lastdruckanschlüsse bilden dann zu­ sammen eine Lastdruckanschlußanordnung.

Der Schieber 3 weist an seiner Oberfläche eine erste Nut 17 und eine zweite Nut 18 auf. In der dargestellten Neutralstellung des Schiebers 3 trennt der Schieber 3 die Pumpenöffnung 14 von den Arbeitsanschlußöffnungen 7, 8 und diese wiederum von den Tankanschlußöffnungen 11, 12. Wenn jedoch der Schieber um eine vorbestimmte Strecke verschoben wird, beispielsweise nach links, verbindet die erste Nut 17 die Tankanschlußöffnung 11 mit der Arbeitsanschlußöffnung 7 und die zweite Nut 18 die Pumpenöffnung 14 mit der Arbeitsanschlußöffnung 8. In diesem Fall kann Hydraulikflüssigkeit unter Druck vom Pumpenanschluß 13 zum zweiten Arbeitsanschluß 6 und von dort zu einem angeschlossenen Verbraucher fließen. Vom Verbraucher zurückströmende Hydraulikflüssigkeit gelangt durch den ersten Arbeitsanschluß 5 zum Tankan­ schluß 9. Wenn der Schieber 3 nach rechts verschoben wird, ist die Strömungsrichtung umgekehrt.

Der Schieber weist ferner einen ersten Kanal 19 auf, der über zwei Drosselöffnungen 20, 21 mit dem Umfang des Schiebers 3 in Verbindung steht. Die Drosselöffnun­ gen 20, 21 sind hierbei so angeordnet, daß in der Neu­ tralstellung des Schiebers 3 eine Druckbeaufschlagung des Kanals 19 nicht oder allenfalls über den Druck in der Lastdrucköffnung 15 erfolgt. Wenn aber der Schieber 3 so verschoben wird, daß er den Arbeitsanschluß 5 mit dem Pumpenanschluß 13 verbindet, dann verbindet die Strecke durch die beiden Drosselöffnungen 20, 21 und den Kanal 19 die Arbeitsanschlußöffnung 7 mit der Last­ drucköffnung 15.

In gleicher Weise ist auf der anderen Seite des Schie­ bers 3 ein Kanal 22 über zwei Drosselöffnungen 23, 24 mit dem Umfang des Schiebers 3 verbunden. Hier gilt das entsprechende für eine Verschiebung des Schiebers 3 in die andere Richtung, d. h. nach links. In diesem Fall wird der Arbeitsanschluß 8 mit der Lastdrucköffnung 16 verbunden.

An den axialen Enden der Zylinderbohrung 4 sind Dich­ tungen 25, 26 angeordnet, die den Spalt zwischen dem Gehäuse 2 und dem Schieber 3 nach außen abdichten.

Zwischen der Dichtungen 25, 26 und der Lastdrucköffnung 15, 16 ist in der Wand der Zylinderbohrung 4 jeweils eine Hilfstanköffnung 27, 28 vorgesehen, die als umlau­ fende Nut ausgebildet ist. Beide Hilfstanköffnungen 27, 28 bilden zusammen eine Hilfstanköffnungsanordnung. Der Schieber weist im Bereich der Hilfstanköffnungen 27, 28 jeweils eine Axialnut 29, 30 auf, die in der darge­ stellten Neutralstellung des Schiebers die Hilfstank­ öffnungen 27, 28 mit den Lastdrucköffnungen 15, 16 ver­ binden. Wenn die beiden Lastdrucköffnungen 15, 16 an anderer Stelle im Steuerventil verbunden sind, kann auch eine der beiden Axialnuten 29, 30 ausreichen.

Die Hilfstanköffnungen 27, 28 stehen mit einer nicht dargestellten Hilfstankanschlußanordnung in Verbindung, die unmittelbar, d. h. ohne druckerhöhende Elemente, wie Gegendruckventile mit einer Drucksenke, beispielsweise einem Tank, verbunden ist. Jegliche Hydraulikflüssig­ keit, die bis zu den Hilfstanköffnungen 27, 28 vor­ dringt, wird durch diese Hilfstanköffnungen 27, 28 so­ fort abgeführt, kann also nicht mehr bis zu den Dich­ tungen 25, 26 gelangen. Dementsprechend kann sich dort auch kein größerer Druck aufbauen, der zu einer Undich­ tigkeit des Steuerventils führen könnte. Die Hilfstank­ anschlußanordnung ist vorzugsweise mit einem oder zwei durch das Gehäuse durchgehenden Kanal verbunden, wie dies schematisch durch die Kanäle 31, 32 angedeutet ist. Diese erstrecken sich parallel zu den Tankan­ schlüssen 9, 10 und verlaufen senkrecht zur Zeichenebe­ ne. Damit ist es möglich, mehrere derartige Steuerven­ tile nebeneinander anzuordnen und miteinander zu ver­ flanschen und trotzdem die Vorteile eines Hilfstankan­ schlusses für alle Steuerventile beizubehalten. Anstatt für jeden Schieber ein eigenes Gehäuse vorzusehen und dann diese Gehäuse miteinander zu verbinden, kann man auch mehrere Ventile, d. h. mehrere Schieber, in einem gemeinsamem Gehäuse unterbringen. Ein derartiger Gehäu­ seblock wird auch Monoblock genannt. Auch in einem der­ artigen Monoblock können dann die Tankleitung, die Pum­ penleitung und die Hilfstankleitung für mehrere Venti­ le, beispielsweise vier Ventile, gemeinsam vorgesehen werden. Selbstverständlich ist es auch hier möglich, mehrere derartige Monoblöcke zusammenzusetzen, bei­ spielsweise zwei Ventilgehäuse mit je vier Ventilen zu einer Sektion mit acht Ventilen.

An der linken Seite des Steuerventils sieht man noch eine Rückstellanordnung 33 für den Schieber 3. Am rech­ ten Ende des Schiebers 3 ist eine Angriffsmöglichkeit 34 für einen Verstellmechanismus dargestellt.

Der Tankanschluß 9 ist über ein Nachfüllventil 35 mit dem ersten Arbeitsanschluß 5 verbunden. In gleicher Weise ist der Tankanschluß 10 über ein Nachfüllventil 36 mit dem zweiten Arbeitsanschluß 6 verbunden.

Claims (5)

1. Steuerventil mit einem Gehäuse, das einen Pumpen­ anschluß, eine Tankanschlußanordnung, eine Arbeits­ anschlußanordnung und eine Lastdruckanschlußanord­ nung aufweist, die jeweils mit einer Öffnungsanord­ nung in einer Steuerfläche in Verbindung stehen, und mit einem Schieber, der in dem Gehäuse bewegbar angeordnet ist und mit der Steuerfläche zusammen­ wirkt, wobei der Schieber Nuten und/oder Kanäle aufweist, so daß er stellungsabhängig vorbestimmte Öffnungsanordnungen miteinander verbindet oder von­ einander trennt, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ sätzlich eine unmittelbar mit einer Drucksenke ver­ bundene Hilfstankanschlußanordnung (31, 32) vorge­ sehen ist, die mit einer Hilfstanköffnungsanordnung (27, 28) in der Steuerfläche (4) in Verbindung steht, und daß der Schieber (3) eine Hilfs­ tankleitung oder -nut (29, 30) aufweist, die in seiner Neutralstellung die Hilfstanköffnungsanord­ nung (27, 28) mit der Lastdrucköffnungsanordnung (15, 16) verbindet.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Spalt zwischen dem Schieber (3) und dem Gehäuse (4) mit einer Dichtungsanordnung (25, 26) nach außen abgedichtet ist und die Hilfstank­ öffnungsanordnung (27, 28) der Dichtungsanordnung benachbart angeordnet ist.

3. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hilfstanköffnungsanordnung (27, 28) die gesamte Länge der Dichtungsanordnung (25, 26) abdeckt.

4. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schieber (3) in einer Zylinderbohrung (4) im Gehäuse (2) angeordnet ist und zumindest die Hilfstanköffnungsanordnung (27, 28) Ringnuten in der Wand der Zylinderbohrung (4) aufweist.

5. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hilfstankanschlußan­ ordnung (31, 32) mit einem durch das Gehäuse durch­ gehenden Kanal verbunden ist.