DE19708301A1 - Arretierungsanordnung zum Halten von hydraulischen Ventilelementen in Betätigungsstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Arretierungsanordnung zum Halten von hydraulischen Ventilelementen in betätigter Stel­ lung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf hydraulische Steuereinrichtungen, welche magnetische Arretierungen bzw. Verriegelungen oder Verrastungen nutzen, um hydraulische Ven­ tilelemente in betätigtem Zustand zu halten.

Mittels Steuerhebel (Joystick) betätigte Steuereinrichtungen für Fernsteuerungen von Ventilen sind in großem Umfang im Einsatz. Heutzutage ist es Praxis, magnetische Arretierungen oder Verriegelungen einzusetzen, um einen Steuerhebel in der Betätigungsstellung festzulegen, wenn der Steuerhebel von einer Neutralstellung in eine Betriebsstellung bewegt wird. Typischerweise werden die Steuereinrichtungen von Steuerven­ tilen, Vorsteuerventilen, Servoventilen oder dergleichen ge­ bildet, welche jeweils zwei bis vier Arbeitsöffnungen oder Arbeitskanäle haben, wobei sich ein Steuerhebel im Grundzu­ stand in einer Neutralstellung befindet. Wenn der Steuerhebel sich in der Neutralstellung befindet, sind die Arbeitsöffnun­ gen zu der Auslaßöffnung hin offen. Der Steuerhebel ist in zahlreiche Betätigungsstellungen bewegbar, um eine oder mehre­ re Arbeitsöffnungen zu öffnen oder zu verschließen. Ein Bei­ spiel für derartige Einrichtungen ist die hydraulische Ventil­ verrastungseinrichtung nach US-A-4,342,335.

Bei der hydraulischen Ventilverrastungseinrichtung nach US-A- 4,342,335 haben Kolben, welche Ventilelemente betätigen, äuße­ re Enden, welche immer in Kontakt mit einer Arbeitsnocke an dem Steuerhebel sein und bleiben müssen. Hierdurch wird ein Verschleiß zwischen den äußeren Enden der Kolben und der Nocke verursacht, welche die Kolben beaufschlagt. Wenn die Kolben ständig im Zusammenwirken mit der Nocke sind, ist ein beträchtliches Spiel für das Arbeiten der Nocke erforderlich. Folglich muß die Nocke relativ groß bemessen sein. Je größer die Nocke bemessen ist, desto weiter bewegt sich die Nocke von dem Drehpunkt weg, wodurch es für einen sicheren Betrieb er­ forderlich ist, ein noch größeres Spiel bereitzustellen. Da es in US-A-4,342,335 erforderlich ist, die von einem Kolben aus­ geübte Kraft zu nutzen, um den anderen Kolben in betätigter Stellung zu halten, beläuft sich die Kraft, welche durch den unbetätigten Kolben auf die Arbeitsnocke aufgebracht wird, etwa auf das Zwei- bis Vierfache der Kraft, welche von einem einzigen Kolben aufgebracht wird, wenn sich die Nocke in der Neutralstellung befindet. Diese sehr große Kraft erzeugt zu­ sätzlich Reibung und die zusätzliche Reibung führt zu einer Vergrößerung der Kraft, welche erforderlich ist, um den Steu­ erhebel zu bewegen. In einigen Fällen können die Reibungskräf­ te so hoch sein, daß der Steuerhebel sich nicht mehr in seine Neutralstellung an einer der Betätigungsstellungen zurückbewe­ gen kann.

Unter Berücksichtigung der vorstehenden Ausführungen zielt die Erfindung darauf ab, eine Arretierungseinrichtung für Steu­ erhebel bereitzustellen, welche in Verbindung mit hydrauli­ schen Ventilen eingesetzt werden, wobei die Reibungskräfte herabgesetzt sind, um Berührungsverhältnisse mit geringer einwirkenden Kräften zu bekommen und den Verschleiß zu redu­ zieren aber dennoch eine möglichst kleine Berührungsfläche aufrechtzuerhalten.

Die Erfindung befaßt sich mit einem mittels Steuerhebel betä­ tigten hydraulischen Ventil, welches ein Gehäuse mit wenig­ stens ersten und zweiten Arbeitsöffnungen hat, wobei wenig­ stens erste und zweite Ventilelemente zum Öffnen und Schließen der zugeordneten ersten und zweiten Arbeitsöffnungen angeord­ net sind und wobei wenigstens erste und zweite Betätigungs­ kolben vorgesehen sind, welche jeweils äußere Enden haben und welche in eine Neutralstellung in dem Gehäuse vorbelastet sind. Die ersten und zweiten Arbeitskolben arbeiten mit den ersten und zweiten Ventilelementen zusammen. Wenigstens ein Steuerhebel ist drehbeweglich bzw. schwenkbeweglich an dem Gehäuse gelagert und arbeitet mit den äußeren Enden der Ar­ beitskolben zusammen, um eine Schwenkbewegung des Steuerhebels in einer Richtung zu ermöglichen, so daß bewirkt wird, daß einer der Arbeitskolben sich von einer Neutralstellung nach innen in eine niedergedrückte Stellung bewegen kann, um das zugeordnete Ventilelement zu betätigen, während der andere Arbeitskolben in der Neutralstellung bleibt. Bei der Auslegung nach der Erfindung sind in Weiterentwicklung wenigstens erste und zweite Arretierungen bzw. Verrastungen in dem Gehäuse vorgesehen, welche eine Sperrung gegenüber einer Axialbewegung der ersten und zweiten Kolben jeweils bewirken. Jede der Arre­ tierungen hat erste Komponenten, welche bezüglich der ersten und zweiten Kolben stationär sind, und zweite Komponenten welche fest mit den ersten und zweiten Kolben verbunden sind. Die zweiten Komponenten sind zwischen den äußeren Enden der Kolben und den ersten Komponenten angeordnet, und sie wirken derart, daß der zugeordnete Arbeitskolben niedergehalten wird, und die Ventilelemente in betätigtem Zustand gehalten werden. Die ersten Nockenflächen an dem Steuerhebel arbeiten mit den äußeren Enden der ersten und zweiten Kolben zusammen. Die ersten Nockenflächen drücken den ersten Kolben nieder, um das erste Ventilelement zu betätigen, wenn der Steuerhebel in eine erste Richtung gedreht bzw. geschwenkt wird, und der zweite Kolben wird niedergedrückt, um das zweite Ventilelement zu betätigen, wenn der Steuerhebel in eine zweite Richtung ge­ dreht bzw. geschwenkt wird. Zweite Nockenflächen am Steuerhebel arbeiten mit den äußeren Enden der Kolben zusammen, wenn die Kolben niedergedrückt sind, um eine Zugkraft auf die Kol­ ben auszuüben und hierdurch die ersten und zweiten Komponenten der Arretierungen voneinander außer Eingriff zu bringen, um das Ventil in einen unbetätigten Zustand zu bringen.

Gemäß einem weiteren Aspekt nach der Erfindung betätigt ein einziger Steuerhebel (Joystick) mehr als zwei und vorzugsweise vier Ventilelemente und gemäß einem weiteren Aspekt nach der Erfindung sind die Hydraulikventile nebeneinanderliegend an­ geordnet, wobei jedes Ventil einen besonderen Steuerhebel hat.

Gemäß einem weiteren Aspekt nach der Erfindung sind die ersten Nockenflächen bezüglich den zweiten Nockenflächen beweglich und in Richtung zu den zweiten Nockenflächen vorbelastet.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzug­ ten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in welcher gleiche oder ähnliche Teile mit densel­ ben Bezugszeichen versehen sind. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht mit ausgebrochenen Teilen von einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines hydraulischen Steuerventils, welches nach der Erfindung ausgelegt ist, wobei ein Steuerhebel in einer Neutralstellung gezeigt ist;

Fig. 2 eine Fig. 1 ähnliche Ansicht, in welcher aber der Steuerhebel in einer Betätigungsstellung eines Ventilele­ ments gezeigt ist;

Fig. 3 eine den Fig. 1 und 2 ähnliche Ansicht, in welcher aber das Ventilelement in vollständig betätigtem Zu­ stand ist und der Steuerhebel in einer ersten Arretie­ rungsstellung gesperrt und festgehalten ist;

Fig. 4 eine den Fig. 1 bis 3 ähnliche Ansicht, in welcher aber das Ventilelement unverriegelt ist und sich in Richtung der Neutralstellung nach Fig. 1 zurückbewegen kann;

Fig. 5 eine den Fig. 1 bis 4 ähnliche Ansicht, in welcher eine übliche Auslegung eines Steuerventils gezeigt ist, gegenüber welcher die vorliegende Erfindung eine Weiter­ entwicklung darstellt;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht zur Verdeutlichung eines Systems unter Einsatz einer Anordnung von hydraulischen Steuerventilen (Vorsteuerventilen, Servoventilen oder derglei­ chen), welche drei Ventile nach Fig. 1 haben, welche neben­ einanderliegend angeordnet sind;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer zweiten bevor­ zugten Ausführungsform nach der Erfindung, wobei ein Steuer­ ventil mit vier Arbeitsöffnungen gezeigt ist, welches mittels eines einzigen Steuerhebels betätigt wird;

Fig. 8 eine Draufsicht einer Gleitnocke zum Betreiben der vier Kolben der vier Arbeitsöffnungen des Steuerventils nach Fig. 7 mittels eines einzigen Steuerhebels;

Fig. 9 eine Seitenansicht einer festen Nocke, welche bei der bevorzugten Ausführungsform nach den Fig. 7 bis 8 ein­ gesetzt wird;

Fig. 10 eine Seitenansicht eines Steuerventils nach den Fig. 7 bis 9, wobei zwei der vier Kolben gezeigt sind und der Steuerhebel in einer Neutralstellung sich befindet;

Fig. 11 eine Fig. 10 ähnliche Seitenansicht des Steu­ erhebels in einer Schwenkstellung von etwa 5°;

Fig. 12 eine den Fig. 10 und 11 ähnliche Seitenan­ sicht zur Verdeutlichung des Steuerhebels in einer um etwa 10° geschwenkten Position;

Fig. 13 eine den Fig. 10 bis 12 ähnliche Seitenan­ sicht zur Verdeutlichung des Steuerhebels in einer um etwa 15° geschwenkten Stellung; und

Fig. 14 eine den Fig. 10 bis 13 ähnliche Seitenan­ sicht zur Verdeutlichung des Steuerhebels in einer Schwenkstellung von etwa 24°.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 ist ein Steuerventil 10 gezeigt, welches erfindungsgemäß ausgelegt ist. Das Steuer­ ventil 10 umfaßt einen Schaft 11 eines Steuerhebels (Joy­ sticks) 12, welcher an einem Ventilgehäuse 14 mittels einer Kugelgelenkverbindung bzw. einer Kugelzapfenverbindung 13 schwenkbeweglich ist. Elektromagnete 20 und 22, welche in dem Gehäuse 14 angeordnet sind, sind zu Ankern 24 und 25 jeweils ausgerichtet, welche mit den Elektromagneten zusammenarbeiten, um die jeweiligen Ventilelemente 26 und 28 in der betätigten Stellung zu halten, wie dies in Fig. 3 verdeutlicht ist.

Die Ventilelemente 26 und 28 sind in einer unbetätigten Stel­ lung in Fig. 1 gezeigt, wobei sich der Steuerhebel 12 in der Neutralstellung befindet. Der Steuerhebel 12 kann sich in Richtung des Pfeils 30 bewegen, um das Ventilelement 26 zu betätigen, und in Richtung des Pfeils 32 bewegen, um das Ven­ til 28 zu betätigen. Wenn das Ventilelement 26 betätigt ist, ist eine Einlaßöffnung 34 zu einer zentralen Bohrung 36 ausge­ richtet, und das Ventilelement 26 hat sich in einen Verbin­ dungszustand bewegt, in welchem eine kommunizierende Verbin­ dung mit einem Einlaßkanal 40 vorhanden ist, welcher mit einer Einlaßöffnung 42 verbunden ist. Folglich strömt das Hydraulik­ fluid, welches in die Einlaßöffnung 42 eintritt, durch die zentrale Bohrung 36 des Ventilelements 26 und tritt aus einer ersten Arbeitsöffnung 43 aus. Wenn das Ventilelement 26 sich in der unbetätigten Position nach Fig. 1 befindet, fluchtet der Durchgang 34 nicht mit dem Durchgang 40, so daß die Strö­ mung durch die Einlaßöffnung 42 gesperrt ist und das Fluid, welches in die erste Arbeitsöffnung 43 strömt, zu einem Aus­ laßkanal 44 und zu einem nicht gezeigten Behälter zurückgege­ ben wird. In ähnlicher Weise ist die zweite Arbeitsöffnung 48 durch das Ventilelement 28 über die Öffnungen 50 verbunden, welche in kommunizierender Verbindung mit einer zentralen Bohrung 52 im zweiten Ventilelement 28 steht. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung sind die Öffnungen 50 in dem zweiten Ventilelement 28 ebenfalls in Richtung zum Sammelbehälter hin offen. Wenn das zweite Ventilelement betätigt wird, ermöglicht die Öffnung 50, daß das Hydraulikfluid aus der zweiten Ar­ beitsöffnung 48 austritt und in den Behälter 44 gelangt.

Die Ventilelemente 26 und 28 sind in ihre unbetätigten Stel­ lungen durch erste Federn 54 und 56 vorbelastet, welche je­ weils mit Kupplungen 58 und 60 zusammenarbeiten. Die Kupplun­ gen 58 und 60 umfassen ringförmige Ausnehmungen 62 und 64 jeweils sowie Unterlagscheiben 66 und 68 jeweils, welche zu den kreisförmigen Ausnehmungen fluchten. Die Unterlagscheiben 66 und 68 halten endseitige Ansätze 70 und 72 an den Ventil­ elementen 26 und 28 in einer Totgangsverbindungszuordnung zu den Kupplungen 58 und 60. Die Kupplungen 58 und 60 haben Schä­ fte 74 und 76 jeweils, welche sich durch ringförmige Führungs­ blöcke 78 und 80 und in Zentralöffnungen 82 und 84 in die Elektromagneten 20 und 22 nach oben erstrecken. Zwischen den Kupplungen 58 und 60 verlaufen zweite Federn 82 und 84, welche zur Anlage gegen Schultern 86 und 88 an den Ventilelementen 26 und 28 kommen, um die Strömung zu den Arbeitsöffnungen 43 und 48 zu dosieren. Wenn folglich die Kupplungen 58 und 60 ent­ gegen den Vorbelastungskräften der ersten Federn 54 und 56 nach unten bewegt werden, beaufschlagen die zweiten Federn 82 und 84 die Ventilelemente 26 und 28 mit einer Druckkraft in Richtung der Betätigungsstellung, welche in Fig. 3 gezeigt ist.

Die Kupplungen 58 und 60 sind mit dem Steuerhebel 12 über Kolben bzw. Tauchkolben 90 und 92 jeweils verbunden, welche in Bohrungen 94 und 96 in den Kupplungsschäften 74 und 76 sitzen. Der Kolben 90 hat einen Kopf 98, während der Kolben 92 einen Kopf 100 hat. Die Köpfe 98 und 100 werden durch die ersten Federn 54 und 56 in Richtung nach oben in eine Ventilschließ­ stellung oder in eine unbetätigte Stellung gedrückt. Der Kopf 98 arbeitet mit einer ersten Nockenfläche 102 zusammen, wäh­ rend der Kopf 100 mit einer zweiten Nockenfläche 104 einer Nocke 106 zusammenarbeitet, welche an dem Steuerhebel 12 befe­ stigt ist. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind die Anker 24 und 25 fest mit den Kolben 90 und 92 verbunden, und sie sind in einer beabstandeten Anordnung zu den Elektromagneten 20 und 22 vorgesehen, wenn der Steuerhebel 12 sich in der Neutralstel­ lung befindet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist nunmehr zu ersehen, daß der Steuerhebel 12 in Richtung des Pfeils 30 um das Kugelgelenk 13 derart gedreht worden ist, daß der Kolben 90 niedergedrückt wird und das erste Ventilelement 26 entgegen der Vorbelastung der ersten Feder 54 betätigt wird. Da das Arbeiten des zweiten Ventilelements 28 mit der Arbeitsweise des ersten Ventilele­ ments 26 übereinstimmt, wird bei einer Drehbewegung des Steu­ erhebels 20 in Gegenrichtung des Pfeils 32 (siehe Fig. 1) das zweite Ventilelement 28 auf eine übereinstimmende Weise betä­ tigt. Daher wird nachstehend nur ein Verdrehen des Steuerhe­ bels 20 in Richtung des Pfeils 30 nach Fig. 2 näher erläu­ tert.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, arbeitet eine erste Nocken­ fläche 102 an der Nocke 106 mit dem Kolben 90 derart zusammen, daß dieser nach unten bewegt wird, und der Anker 24 wird in Richtung zu dem erregten Elektromagneten 20 bewegt. Während dieser Bewegung wird die zweite Spiralfeder 82 gegen die Schu­ lter 86 des ersten Ventilelements 26 gedrückt, um das erste Ventilelement nach unten zu bewegen und den Fluidstrom aus dem Durchgang 40, durch den Durchgang 34, durch die zentrale Boh­ rung 36 und zu der Arbeitsöffnung 43 zu dosieren.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist nunmehr zu ersehen, daß der Anker 24 mit dem Elektromagneten 24 zusammenarbeitet, um den Kolben 90 in der niedergedrückten Stellung zu halten, welcher seinerseits das erste Ventilelement 26 in der betätigten Stel­ lung hält, so daß die darin befindliche Öffnung 34, welche mit der Bohrung 36 fluchtet in kommunizierender Verbindung mit dem Durchgang 40 in dem Ventilkörper ist. Hydraulikfluid kann dann ungehindert von dem Einlaß 42 durch den Durchgang 40 strömen und aus der ersten Arbeitsöffnung 43 austreten. Wenn der Steu­ erhebel 12 sich in der in Fig. 3 gezeigten Stellung befindet, kann die Bedienungsperson den Griffteil des Steuerhebels los­ lassen und der Steuerhebel bleibt in der in Fig. 3 gezeigten Stellung, da der Elektromagnet 20 magnetisch den Eisenmagneten 24 festhält, welcher fest am Kolben 90 vorgesehen ist. Es ist noch zu erwähnen, daß die Nockenfläche 104 nunmehr gegenüber dem Kopf 100 des Schafts 12 verschoben ist, so daß nur der Druck gegen die Nocke 106 wirkt, welcher durch die erste Spi­ ralfeder 54 aufgebracht wird.

Wenn nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 4 der Steuerhebel 12 in Richtung der Neutralstellung in Fig. 1 zurückgeschwenkt wird, arbeitet eine zweite Nockenfläche 110 an einem Ansatz 112 der Nocke 106 mit einer kegelstumpfförmigen Fläche 114 an dem Kopf 102 des Kolbens 90 zusammen, um eine positive Kraft auf den Kolben aufzubringen, so daß dieser mechanisch den Anker 24 von dem Elektromagneten 20 trennt. Wenn einmal ein Spalt 116 zwischen dem Anker 24 und dem Elektromagneten 20 vorhanden ist, drückt die erste Feder 24 den Kolben 90 in Richtung des Pfeils 118 nach oben, so daß das erste Ventil­ element 26 in die Neutralstellung nach Fig. 1 zurückgezogen wird. Wenn der Steuerhebel 12 in die in Fig. 1 gezeigte Stel­ lung zurückgekehrt ist, hat die Nocke 106 wiederum die erste Nockenfläche 104 in Zusammenarbeiten mit dem Kopf 100 angeord­ net, währen die zweite Nockenfläche 102 in Eingriff mit dem Kopf 98 ist. Die ersten Schraubenfedern 54 und 56 halten dann den Steuerhebel in der Neutralstellung durch entsprechende Beaufschlagung der Nockenflächen 102 und 104. Wenn es er­ wünscht ist, daß der Steuerhebel 12 kein Spiel hat, dann ist es wichtig, daß die äußeren Enden 100 und 98 beide mit den zugeordneten Flächen 102 und 104 zusammenarbeiten. Wenn jedoch der Steuerhebel 12 ein geringes Spiel haben soll oder das Spiel keine Bedeutung hat, dann brauchen die äußeren Enden nicht immer mit den Flächen 102 und 104 zusammenzuarbeiten, wenn der Steuerhebel 12 sich in der Neutralstellung befindet.

Bei der Auslegung nach den Fig. 1 bis 4 sind nur zwei erste Federn 54 und 56 erforderlich, da die Ansätze 112 und 113 mit den äußeren Enden 98 und 100 der Kolben 90 und 92 zusammen­ arbeiten, um die Kolben von der niedergedrückten Stellung nach Fig. 3 abzuziehen, so daß der Kontakt zwischen den Ankern 24 und 26 und den Elektromagneten 20 und 22 unterbrochen wird.

Wenn bei der in Fig. 5 gezeigten üblichen Auslegungsform der Steuerhebel 124 von einer betätigten Stellung in eine unbetä­ tigte Stellung bewegt wird, muß die Nocke 126, welche der Nocke 106 nach den Fig. 1 bis 4 entspricht, gegen die Feder 120 oder 122 des nicht niedergedrückten Kolbens arbeiten. Somit muß eine zusätzliche Reibungskraft überwunden werden. Dies führt zu einer stärkeren Anlageberührung bei dem Steu­ erhebel 24 im Vergleich zu dem Steuerhebel 12. Zusätzlich werden bei der üblichen Auslegungsform nach Fig. 5 zusätzli­ che Federn 120 und 122 im Betriebszustand genutzt, so daß drei Federn anstelle von zwei Federn wie bei der Erfindung erfor­ derlich sind.

Da die Elektromagnete 20 und 22 nach den Fig. 1 bis 4 in­ nerhalb des Gehäuses 14 des hydraulischen Steuerventils 10 angeordnet sind, hat das hydraulische Steuerventil 10 nach der Erfindung eine Beaufschlagungsfläche, die nicht größer als die Beaufschlagungsfläche bei dem üblichen hydraulischen Steuer­ ventil nach Fig. 5 ist. Da die Dichtungen 78 in den Führungs­ blöcken 80 ein Austreten von Hydraulikfluid aus einem unteren Abschnitt 130 des Gehäuses 14 zu einem oberen Abschnitt 132 des Gehäuses verhindern, können die Elektromagnete 20 und 22 von dem Gehäuse 14 entfernt werden oder sie können an dem Gehäuse in Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsfall angebracht werden, bei welchem das Steuerventil 10 zum Einsatz kommt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird ein erstes System gezeigt, bei welchem die Erfindung nach den Fig. 1 bis 4 eingesetzt wird. Hierbei ist eine Mehrzahl von hydraulischen Steuerventi­ len 10 vorgesehen, welche jeweils einen gesonderten Steuerhebel 12 haben, und diese hydraulischen Steuerventile 10 sind in einer Anordnung nebeneinanderliegend vorgesehen, welche ins­ gesamt mit 150 bezeichnet ist. Die so vorgesehene Steuerven­ tilanordnung 150 hat eine gemeinsame Auslaßöffnung 154, welche mit den jeweiligen Auslaßöffnungen 44 (siehe Fig. 1 bis 4) der Steuerventile 10 verbunden ist, welche bei der Steuerven­ tilanordnung 150 vorgesehen sind. Bei der Anordnung 150 nach Fig. 8 werden drei Steuerventile 10 eingesetzt. Die Anzahl der Steuerventile könnte sich jedoch auf zwei, drei, vier oder mehr in Abhängigkeit von dem Anwendungsfall belaufen. Bei dieser Auslegungsform nach Fig. 6 sind die Steuerhebel 12 derart ausgelegt, daß sie sich nur vor- und zurückbewegen kön­ nen, wie dies in den Fig. 1 bis 4 gezeigt ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 14 ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung gezeigt, bei der eine Steuerventilanordnung 160 zum Einsatz kommt, welche einen einzigen Steuerhebel 161 hat, welcher um eine Achse 162 dreh­ bar ist, um vier Arbeitsöffnungen 163, 164, 165 und 166 unter Einsatz von vier Ventilelementen und vier Kolben zu betreiben. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß der Steuerhebel mittels einer Kugelgelenkverbindung 167 oder dergleichen derart gela­ gert ist, daß der Steuerhebel um etwa 360° drehbar ist sowie um mehr als etwa 24° bezüglich der Achse 162 schwenkbar ist. Eine Gleitnocke 168, welche eine Nockenfläche 169 hat, ist gleitbeweglich an dem Steuerhebel 162 gelagert. Bei der Bewe­ gung des Steuerhebels 161 um 360° gemäß einer Drehbewegung kann die Gleitnocke 168 eine oder zwei der vier Arbeitsöff­ nungen 163-166 gleichzeitig betätigen, arretieren, verschlie­ ßen oder freigeben, indem die Köpfe 170, 171, 172 oder 173 der vier Arbeitskolben 174, 176, 178 und 179 mit einer Druckkraft oder einer Zugkraft beaufschlagt werden, wobei diese Ar­ beitskolben ähnlich wie die Arbeitskolben 90 und 92 bei der ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ausgelegt sind.

Unter Bezugnahme auf Fig. 9 ist zu ersehen, daß die Ansätze 112 und 113 bei der ersten bevorzugten Ausführungsform durch eine kreisförmige Nocke 180 ersetzt sind, welche fest mit dem Steuerhebel 161 verbunden ist. Die Nocke 180 hat vier erhabene Nockenflächen 181-184, welche jeweils bogenförmig ausgebildet sind und eine Neigung besitzen, welche komplementär zu der Neigung der kegelstumpfförmigen Seitenflächen 185 der äußeren Enden 170-173 der Kolben 175-178 jeweils ausgelegt ist. Die erhabenen Nockenflächen 181-184 sind voneinander mittels vier übereinstimmender Zwischenräume 185-188 im Abstand angeordnet. Die erhabenen Nockenflächen 181-184 stimmen hinsichtlich Grö­ ße, Form und Abstand wie die Zwischenräume 186-189 überein.

Um die gewünschte Funktion sicherzustellen, hat die feste Nocke 186 eine spezielle Geometrie dahingehend, daß die Flä­ chen, welche die äußeren Enden 170-173 der Kolben 175-178 berühren, derart ausgestaltet sind, daß dann, wenn ein Kolben arretiert ist, ein vorbestimmter Raum zwischen der erhabenen Nockenfläche und der Nockenfläche 169 vorhanden ist. Wenn zwei Kolben 175-178 gleichzeitig arretiert sind, ändert sich die Geometrie der Oberfläche der erhabenen Nockenflächen 181-184 derart, daß ermöglicht wird, daß ein zusätzlicher Bereich zwischen der erhabenen Nockenfläche und der Gleitnockenfläche 169 vorhanden ist, um eine Arretierung für mehr als einen der Kolben 175-178 bereitzustellen. Aufgrund dieser sich ändernden Geometrie müssen die erhabenen Nockenflächen 181-184 in ge­ eigneter Weise den äußeren Enden 170-173 der Kolben 175-178 zur Erzielung einer effektiven Arbeitsweise zugeordnet werden. Die geeignete Zuordnung wird dadurch erzielt, daß der Steu­ erhebel 161 um die Achse 162 gedreht oder geschwenkt wird. Unter Bezugnahme auf Fig. 9 befinden sich die jeweils hoch­ liegenden Punkte der bogenförmig erhabenen Nockenflächen 181-184 in einer linienmäßigen Zuordnung zu einem der Kolben 175-178. Dies wird dadurch sichergestellt, daß dann, wenn einer der Kolben sich im arretierten oder verriegelten Zustand be­ findet, der geeignete Abstand zwischen der jeweils gewählten erhabenen Nockenfläche und der gleitbeweglichen Nockenfläche 169 aufrechterhalten wird. Wenn der Steuerhebel 162 in eine Stellung gedreht wird, in welcher zwei Kolben aktiviert wer­ den, ist ein zusätzlicher Raum zwischen den erhabenen Nocken­ flächen 181-184 und der gleitbeweglichen Nockenfläche 169 erforderlich. Der zusätzlich benötigte Raum ist aufgrund des Winkelkontakts erforderlich, welcher sich ändert, wenn der Steuerhebel 162 derart bewegt wird, daß er einen anderen Kol­ ben beaufschlagt. Die vier hoch liegenden Stellen der bogen­ förmig erhabenen Nockenflächen 181-184 sind abgerundet, so daß dann, wenn der Steuerhebel 161 verdreht wird, um einen zweiten Kolben zu betätigen, sich die Nocke 180 auf der Neigung der vier erhabenen Nockenflächen 181-184 nach unten dreht. Hier­ durch vergrößert sich der vertikale Abstand zwischen den erha­ benen Nockenflächen 181-184 und der gleitbeweglichen Nocken­ fläche 169. Wenn man daher den Steuerhebel 161 in andere Rich­ tungen dreht oder verschwenkt, ändert sich der Abstand zwi­ schen den erhabenen Nockenflächen 181-184 und der gleitbeweg­ lichen Nockenfläche 169, wodurch in geeigneter Weise ein Ver­ rasten und Wegbewegen aus der verrasteten Stellung ermöglicht wird, und zwar in Abhängigkeit davon, ob ein oder ob zwei Kolben 175-178 aktiviert werden.

Wie in den Fig. 10 bis 14 gezeigt ist, ist fest auf dem Schaft des Steuerhebels 161 ein Federanschlag 200 vorgesehen, welcher einen Flansch 201 hat, gegen welchen eine Spiralfeder 203 anliegt. Die Spiralfeder 200 liegt gegen eine Schulter 204 an einem Gleitstück 205 an, wobei das Gleitstück 205 eine Nockenfläche 169 der Nocke 168 darauf hat. Die Nockenfläche 169 arbeitet mit den sphärischen Oberflächen der Köpfe 170-173 der Kolben 175-178 jeweils zusammen, und sie drückt die Köpfe der Kolben gegen die erhabenen Nockenflächen 181-184 der fest vorgesehenen Nocke 180.

Wenn im Arbeitszustand der Steuerhebel 161 sich in der Neu­ tralstellung (Fig. 10) befindet, arbeitet die federbelastete Nockenfläche 169 mit allen sphärischen Endflächen der unbetä­ tigten Kolben 175-178 zusammen. Da die zusammengedrückte Feder die Gleitnocke 168 zur Anlage gegen die Köpfe der Kolben 175-178 bringt und die Köpfe gegen die festen erhabenen Nocken­ flächen 181-184 hält, werden die Kolben und der Steuerhebel 161 stabilisiert und ein Steuerhebelspiel wird eliminiert, wenn sich der Steuerhebel in der Neutralstellung befindet. Wenn nach Fig. 11 irgendeiner der Kolben 175-178 betätigt wird und durch einen der Magnete 20 und 22 (siehe Fig. 3) gehalten ist, dann ist keine Anlageberührung zwischen der sphärischen Oberfläche des unbetätigten Kolbens und der Noc­ kenfläche 169 der Gleitnocke 168 vorhanden. Es ist noch zu betonen, daß die Auslegungsform nach den Fig. 7 bis 14 derart gestaltet ist, daß zwei Kolben 175-178 gleichzeitig betätigt werden können.

Wenn eine Bedienungsperson entscheidet, daß einer der Kolben 175-178 zu betätigen ist, dann wird der Steuerhebel 161 aus der in Fig. 10 gezeigten Position zu der in Fig. 14 gezeig­ ten Stellung geschwenkt, so daß die Nockenfläche 169 mit dem Oberteil einer der Kolben 175-178 zusammenarbeitet und eine der erhabenen Nockenflächen 181-184 unterhalb des Kopfes diese Kolbens eingreift. Wenn es erwünscht ist, zwei Kolben 175-178 zu betätigen, wird der Steuerhebel 161 geringfügig um die Achse 162 (um etwa 45°) verdreht, um eine der weiteren erhabe­ nen Nocken 181-184 zur Fluchtung zu dem Kopf eines benachbar­ ten Kolbens zu bringen, so daß zwei Kolben mittels des Steu­ erhebels betätigt werden, wenn dieser in einer Kippstellung zwischen den beiden Kolben gehalten ist. Wenn der Steuerhebel 161 dann in die Neutralstellung nach Fig. 10 zurückgeschwenkt wird, wird der in Eingriff befindliche Kolben oder die in Eingriff befindlichen Kolben (wenn zwei Kolben zu betätigen sind) von der Betätigungsstellung in die unbetätigte Stellung zurückgezogen.

Die flexible Nockenauslegung nach den Fig. 7-14 minimiert ein Steuerhebelspiel und hierdurch läßt sich das Arbeitsver­ halten verbessern. Wenn der Steuerhebel sich in der Neutral­ stellung befindet, drückt die Feder 203 die Nocke 203 nach unten auf die sphärischen Oberflächen an den äußeren Enden 170-173 der Kolben 175-178, so daß ein Spiel in der Neutral­ stellung des Steuerhebels unterbunden wird. Selbst bei einem Verschleiß der Teile bleibt ein Spiel des Steuerhebels in der Neutralstellung unterbunden. Wenn bei den üblichen Auslegungs­ formen ein Kolben in einer betätigten Position arretiert ge­ halten wird und die Bedienungsperson den Steuerhebel 161 los­ läßt, ist der Steuerhebel mit Spiel angeordnet, wie es im Hinblick auf die abzugleichenden Toleranzen erforderlich ist. Wenn bei der vorliegenden Erfindung der Kolben arretiert oder festgelegt ist, arbeitet die Feder 203 auf dieselbe Weise wie in Neutralstellung und beaufschlagt die Gleitnocke 168 mit einer nach unten gerichteten Druckkraft, wodurch der Abstand zwischen der Gleitnockenfläche 169 und den erhabenen Nocken­ flächen 181-184 vermindert wird, so daß der Kolben eng umgrif­ fen wird und jegliches Spiel des Steuerhebels unterbunden wird.

Es ist einfacher, die bevorzugte Ausführungsform nach den Fig. 7 bis 14 herzustellen und zusammenzusetzen, als wenn man eine einteilige Auslegungsform wählt. Dies ist im wesent­ lichen darauf zurückzuführen, daß die Teile entsprechende Winkel und enge Tolerierungen benötigen. Die Abmessungen sind nicht wie bei der bevorzugten Ausführungsform nach den Fig. 7 bis 14 kritisch, da die Gleitnocke 168 eine Kompensation für Abweichungen schafft.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu ersehen, daß zahl­ reiche Abänderungen und Modifikationen möglich sind, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsge­ danken zu verlassen.

Claims (22)

1. Mittels Steuerhebel betätigtes Hydraulikventil, welches ein Gehäuse mit wenigstens ersten und zweiten Arbeits­ öffnungen; wenigstens erste und zweite Ventilelemente, welche zum Öffnen und Schließen der zugeordneten ersten und zweiten Arbeitsöffnungen angeordnet sind, und wenig­ stens erste und zweite Betätigungskolben hat, welche jeweils äußere Enden besitzen und in Richtung einer Neu­ tralstellung in dem Gehäuse vorbelastet sind, wobei die ersten und zweiten Arbeitskolben mit den ersten und zwei­ ten Ventilelementen zusammenarbeiten, wenigstens ein Steuerhebel schwenkbeweglich an dem Gehäuse gelagert ist und derart betreibbar ist, daß er mit den Endflächen der äußeren Enden des Arbeitskolbens zusammenarbeitet, um eine Schwenkbewegung des Steuerhebels in einer Richtung zu ermöglichen und zu bewirken, daß einer der Arbeits­ kolben sich von einer Neutralstellung zu einer nieder­ gedrückten Stellung nach innen bewegt, um das zugeordnete Ventilelement zu betätigen, während der andere Arbeits­ kolben in der Neutralstellung bleibt, gekennzeichnet durch folgendes:
wenigstens erste und zweite Arretierungen in dem Gehäuse zur Verriegelung gegenüber einer axialen Bewegung der ersten und zweiten Kolben jeweils, wobei jede Arre­ tierung erste Komponenten hat, welche bezüglich der er­ sten und zweiten Kolben stationär sind und zweite Kom­ ponenten hat, welche fest mit dem ersten und zweiten Kolben verbunden sind, wobei die zweiten Komponenten zwischen den äußeren Enden der Kolben und der ersten Komponente angeordnet sind und den zugeordneten Arbeitskolben im niedergedrückten Zustand halten und die Ventilelemente betätigt sind;
erste Nockenflächen am Steuerhebel zum Zusammenar­ beiten mit den Endflächen der äußeren Enden der ersten und zweiten Kolben, wobei die ersten Nockenflächen einen ersten Kolben niederdrücken, um das erste Ventilelement zu betätigen, wenn der Steuerhebel in eine erste Richtung gedreht bzw. verschwenkt wird und wobei der zweite Kolben niedergedrückt wird und das zweite Ventilelement hier­ durch betätigt wird, wenn der Steuerhebel in eine zweite Richtung gedreht bzw. verschwenkt wird; und
zweite Nockenflächen am Steuerhebel, welche mit den äußeren Enden der Kolben zusammenarbeiten, wenn die Kol­ ben niedergedrückt sind, um die Kolben mit einer Zugkraft zu beaufschlagen und die ersten und zweiten Komponenten der Arretierungen voneinander zu trennen, und um die Ventile in eine unbetätigte Position zu bringen.

2. Hydraulikventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Arretierungen nach magneti­ schem Prinzip arbeiten.

3. Hydraulikventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Komponenten der Arretierungen Elektroma­ gnete und die zweiten Komponenten der Arretierungen Anker sind.

4. Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige, erste Rückholfeder zur Vorbelastung des jeweiligen Arbeitskolbens in die Neu­ tralstellung vorgesehen ist, wobei die erste Rückholfeder eine Spiralfeder ist, die zwischen dem Gehäuse und einer Kupplung angeordnet ist, welche den Arbeitskolben hält.

5. Hydraulikventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kupplung das Ventilelement mit dem zugeordneten Arbeitskolben mittels einer Totgangverbindung verbindet, und daß eine zweite Spiralfeder zwischen jeder Kupplung und dem zugeordneten Ventil angeordnet ist, welche das Ventilelement in axialer Richtung von der Kupplung weg­ drückt, wobei dann, wenn der Arbeitskolben in Richtung der niedergedrückten Stellung bewegt wird, die zweite Spiralfeder das Ventilelement in die betätigte Stellung drückt.

6. Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige erste Rückholfeder vor­ gesehen ist, welche den jeweiligen Arbeitskolben in die Neutralstellung vorbelastet, wobei die erste Rückholfeder eine Spiralfeder ist, welche zwischen dem Gehäuse und einer Kupplung angeordnet ist, welche den Arbeitskolben hält.

7. Hydraulikventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kupplung das Ventilelement mit dem zugeordneten Kolben mittels einer Totgangverbindung verbindet, und daß eine zweite Spiralfeder zwischen jeder Kupplung und dem zugeordneten Ventilelement angeordnet ist, welche das Ventilelement axial von der Kupplung wegdrückt, wobei dann, wenn der Arbeitskolben in Richtung zu der nieder­ gedrückten Stellung bewegt wird, die zweite Spiralfeder das Ventilelement in die betätigte Stellung drückt.

8. Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zweite Nockenflächen den ersten Noc­ kenflächen gegenüberliegend und in einem Abstand von diesen angeordnet sind, und daß die ersten Nockenflächen in Querrichtung an den zweiten Nockenflächen vorbei ver­ laufen.

9. Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden der Arbeitskolben in den Eingriffzustand mit den ersten Nockenflächen ge­ drückt werden, um den Steuerhebel in der Neutralstellung festzulegen.

10. Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskolben hinsichtlich einer Bewegung über die Neutralstellung hinaus begrenzt sind, wodurch der Kolben in der Neutralstellung bleibt, wenn ein weiterer Kolben niedergedrückt wird, welcher sich in einem Abstand von der ersten Nockenfläche der Nocke am Steuerhebel befindet.

11. Hydraulikventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Steuerhebel und mehr als zwei Arbeitsöffnungen zugeordnete Ventilelemente und zugeordnete Arbeitskolben vorgesehen sind, und daß die ersten und die zweiten Nockenflächen an einem ein­ zigen Nockenelement vorgesehen sind, welches mittels des Steuerhebels bewegbar ist, um die Kolben zu betätigen und zu entlasten.

12. Hydraulikventil nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß vier Arbeitsöffnun­ gen, vier zugeordnete Ventilelemente und vier zugeordnete Arbeitskolben in einem Winkelabstand von 90° bezüglich einander angeordnet sind.

13. Hydraulikventil nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß nur zwei Ventilele­ mente und zwei zugeordnete Arbeitskolben vorgesehen sind, welche mittels eines einzigen Steuerhebels betätigt und betrieben werden.

14. Hydraulikventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als ein Steuerhebel mit wenigstens zwei zugeordneten Arbeitsöffnungen, zwei zu­ geordneten Ventilelementen und zwei zugeordneten Betäti­ gungskolben vorgesehen sind, welche nebeneinanderliegend angeordnet sind, um ein mittels eines Steuerhebels betä­ tigtes Ventil zu bilden.

15. Hydraulikventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden der Kolben jeweils erweiterte Köpfe haben, welche weitere Flächen bilden, die von den Endflächen wegweisen, welche in Ein­ griff mit den zweiten Nockenflächen kommen können, wenn die Kolben niedergedrückt sind, um die Kolben anzuheben, wenn der Steuerhebel derart zu bewegen ist, daß die Ven­ tile unbetätigt sind.

16. Hydraulikventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Komponenten der Arretierungen Elektroma­ gnete und die zweiten Komponenten der Arretierungen Anker sind.

17. Mittels eines Steuerhebels betätigtes Hydraulikventil, welches ein Gehäuse mit wenigstens ersten und zweiten Ar­ beitsöffnungen; wenigstens erste und zweite Ventilelemen­ te, welche zum Öffnen und Schließen der zugeordneten ersten und zweiten Arbeitsöffnungen angeordnet sind, und wenigstens erste und zweite Betätigungskolben hat, welche jeweils äußere Enden besitzen und in Richtung einer Neu­ tralstellung in dem Gehäuse vorbelastet sind, wobei die ersten und zweiten Arbeitskolben mit den ersten und zwei­ ten Ventilelementen zusammenarbeiten, wenigstens ein Steuerhebel schwenkbeweglich an dem Gehäuse gelagert ist und derart betreibbar ist, daß er mit den Endflächen der äußeren Enden des Arbeitskolbens zusammenarbeitet, um eine Schwenkbewegung des Steuerhebels in einer Richtung zu ermöglichen und zu bewirken, daß einer der Arbeits­ kolben sich von einer Neutralstellung zu einer nieder gedrückten Stellung nach innen bewegt, um das zugeordnete Ventilelement zu betätigen, während der andere Ar­ beitskolben in der Neutralstellung bleibt, gekennzeichnet durch folgendes:
Arretierungen in dem Gehäuse zum Verhindern einer Axialbewegung der Kolben, wobei jede Arretierung erste Komponenten hat, welche stationär bezüglich des Kolbens vorgesehen sind, und zweite Komponenten hat, welche fest an dem Kolben vorgesehen sind, wobei die zweiten Kompo­ nenten zwischen den äußeren Enden der Kolben und den ersten Komponenten angeordnet sind und die derart wirken, daß der zugeordnete Arbeitskolben im niedergedrückten Zustand und das Ventilelement in betätigtem Zustand ge­ halten werden;
eine Gleitnockenfläche an dem Steuerhebel, welche mit den Endflächen der äußeren Enden der Kolben zusam­ menarbeitet, wobei die Gleitnockenfläche die Kolben nie­ derdrückt, um das zugeordnete Ventilelement zu betätigen, wenn der Steuerhebel in Richtung zu der gewünschten Ar­ beitsstellung gedrückt wird;
eine Feder, welche die Gleitnockenfläche in Richtung auf die Endfläche der Kolben drückt; und
eine Mehrzahl von Nockenflächen am Steuerhebel, welche mit den äußeren Enden der Kolben zusammenarbeiten, wenn die Kolben niedergedrückt sind, um die Kolben mit einer Zugkraft zu beaufschlagen und die ersten und die zweiten Komponenten der Arretierung voneinander zu tren­ nen, so daß die Ventile sich in einem unbetätigten Zu­ stand befinden.

18. Hydraulikventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenflächen an dem Steuerhebel von erhabenen Nockenflächen mit bogenförmigen Profilen gebildet werden, und daß die Nockenflächen voneinander beabstandet sind.

19. Hydraulikventil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß vier Nockenflächen vorgesehen sind.

20. Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 17 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß das äußere Ende der Kolben jeweils einen erweiterten Kopf hat, welche Flächen bil­ den, die von den Endflächen wegweisen, und daß die äuße­ ren Flächen mit den zweiten Nockenflächen zusammenarbei­ ten können, wenn die Kolben niedergedrückt sind, um die Kolben anzuheben, wenn der Steuerhebel zur Überführung der Ventile in den unbetätigten Zustand bewegt wird.

21. Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 17 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß die ersten Komponenten der Arretierungen Elektromagnete und die zweiten Komponenten der Arretierungen Anker sind.

22. Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 17 bis 21, da­ durch gekennzeichnet, daß die ersten Komponenten der Arretierungen Elektromagnete und die zweiten Komponenten der Arretierungen Anker sind.