DE2049876C3 - Hydraulisches Steuerventil - Google Patents

Description

3ie Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuerventil Steuerung von Hydromotoren, dessen mit zur ;gesteuerung des Druckmittels dienenden Ringnuten versehener Schieberkolben in der Neutralstellung den in die Schieberbohrung einmündenden, unter Speisedruck stehenden Einlaß und den oder die Motoranschlüsse absperrt und in der oder den Arbeitsstellungen den ober die Motoranschlüsse wahlweise mit dem Einlaß oder einem zum Druckmittelauslaß führenden Rückflußkanal verbindet, wobei im Bereich zwischen dem Einlaß und dem oder den Motoranschlüssen ein in der Neutralstellung gegenüber dem oder den Motoran-Schlüssen abgesperrter Sickerfiußpfad zum Druckmittelauslaß vorgesehen isL

Solche Sickerflußpfade dienen dazu, den Sickerfluß zum Sammelbehälter abzuleiten, um unerwünschte Betätigungen des Motors zu vermeiden. Hierfür bedürfen in einem bekannten Fall die Schieberkolben einer arbeitszeitaufwendigen und kostspieligen Bearbeitung, da einerseits über begrenzte axiale Längen innere Axialbohrungen und andererseits Radialbohrungen vorgenommen werden müssen (US-PS 33 22 150).

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Steuerventil der einleitend genannten Art in erheblich kostensparender Weise mit den erforderlichen Sickerkanälen zu versehen.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sickerflußpfad im Bereich des Schieberkolbens ausschließlich entlang der Mantellinie des Schieberkolbens geführt ist, derart, daß er in mindestens eine am Schieberkolben vorgesehene Ringnut einmündet, von wo aus der Sickerflußpfad über ausschließlich im Gehäuse des Steuerventils vorgesehene Kanäle mit dem Druckmittelauslaß in Verbindung steht

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung lassen sich ganz erhebliche Kosten einsparen. Es werden

J5 nämlich beim Gießen des Ventilgehäuses nur kleine zusätzliche Kerne benötigt, welche für die nötigen Aussparungen im Gußkörper sorgen, wobei — wenn überhaupt — nur geringfügige Nachbearbeitungen erforderlich werden. Weiterhin ist durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen auch noch der Vorteil gegeben, daß man an den Schieberkolbenumfangskanten neben Schieberkolbenumfangsrinnen Dosierkerben gut anbringen kann, wie dies vielfältig gemacht wird. Beim Steuerventil entsprechend der zum Stande der Technik vorstehend abgehandelten US-PS 33 22 150 stehen der Anbringung von Dosierkerben gerade die dort Verwendung findenden Radialbohrungen im Schieberkolben hinderlich entgegen.
In Ausgestaltung der Erfindung sind die zum Druckmittelauslaß führenden Kanäle im Ventilgehäuse U-förmig ausgebildet, wobei jeweils ein Schenkel des U-förmigen Kanals den unter Speisedruck stehenden Kanalarrnen benachbart ist; hierbei ist der andere Schenkel des U-förmigen Kanals in der Neutralstellung über die Ringnuten der Schieberkolben mit dem Druckmittelauslaß verbunden.

Handelt es sich um ein Steuerventil, bei dem beidseitig eines ständig unter Speisedruck stehenden Einlasses die Arme eines U-förmigen Speisekanals angeordnet sind, die in den Arbeitsstellungen über ein lasthaltendes Rückschlagventil mit dem Einlaß und dem einen oder anderen Motoranschluß verbunden und in der Neutralstellung gegenüber dem Einlaß und den Motoranschlüssen abgesperrt sind, kann einer der

h^r) Speisekanalarme in der Neutralstellung über die Ringnut des Sehieberkolbens mit der zwischen Einlaß und diesem Speisekaniilarin angeordneten, den Sickerfluß abfangenden Gehrusekanal verbunden sein.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise erläutert

in den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Steuerventil mit in Mittelstellung abgesperrtem Durchfluß und

F i g. 2 einen Querschnitt einer abgewandelten Ausführungsform des Steuerventils.

Die F i g. 1 zeigt ein hydraulisches Steuerventil mit in Mittelstellung abgesperrtem Durchfluß, d. h. ein Steuerventil, das der in der abgesperrten Mittelsteilung unter Druck steht Das Steuerventil besteht aus einem in Kammern unterteilten Gehäuse 5 mit einer Schieberbohrung 6. Mit engem Sitz ist in die Bohrung 6 ein länglicher Schieberkoiben 7 eingesetzt, der in Längsrichtung zwischen der dargestellten Neutral- oder Haltestellung und zwei Arbeitsstellungen verschiebbar ist, die sich an gegenüberliegenden Seiten der Neutralstellung befinden.

Das dargestellte Steuerventil dient zur Betätigung eines doppeltwirkenden Hydromotors. Für solche doppeltwirkende Verbraucher ist das Gehäuse mit zwei nach oben gerichteten Motoranschlüssen 8 und 9 versehen, die mit den gegenüberliegenden Enden eines Zylinders verbindbar sind und mit Abstand in die Schieberbohrung 6 einmünden. Die Motoranschlüsse 8 und 9 sind selektiv mit einer Druckmittelquelle, beispielsweise einer Pumpe 10 verbindbar, wenn man den Schieberkolben 7 in die eine oder andere Arbeitsstellung bringt.

Der Pumpenauslaß speist den zweiarmigen Einlaß 11, 12 des Gehäuses 5. Die beiden Arme münden mit Abstand zwischen den Einmündungsstellen der Motoranschlüsse 8 und 9 in die Bohrung 6. Wie bei solchen Steuerventilen üblich, verbindet der Schieberkolben 7 in seiner rechts der Neutralstellung liegenden Arbeitsstellung den Motoranschluß 8 mit dem rechten Arm des Einlasses. Der Motoranschluß 9 wird mit dem linken Arm des Einlasses verbunden, wenn der Schieberkolben 7 aus der Neutralstellung nach links verschoben wird. In beiden Arbeitsstellungen sorgt der Schieberkolben 7 dafür, daß der nicht mit dem Einlaß verbundene Motoranschluß mit einem Rückflußkanal 13 verbunden wird.

Der Schieberkolben 7 enthält fünf axial auseinanderliegende Ringnuten, die von links nach rechts mit 14,15, 16, 17 und 18 bezeichnet sind. In der dargestellten Neutralstellung des Schieberkolbens liegt die Ringnut 14 vor der Einmündung des Motoranschlusses 8, während die Ringnut 17 vor dem Motoranschluß 9 liegt. Die Ringnuten 14 und 17 verbinden die Motoranschlüsse 8 und 9 mit einer der Arme des Einlasses bzw. dem Rückflußkanal 13, wenn man den Schieberkolben aus der Neutralstellung verschiebt.

Außer den Motoranschlüssen 8 und 9 enthält das Gehäuse eine Anzahl weiterer Kanäle, durcn die das Druckmittel in den verschiedenen Stellungen des Schieberkolbens zu und aus den Motoranschlüssen fließen kann. Hierzu gehört der bereits erwähnte U-förmige Rückflußkanal 13 mit einem Jochteil 20, der sich mit Abstand parallel zur Bohrung 6 erstreckt, und zwei im wesentlichen parallelen Kanalschenkeln 21 und 22, die die Schieberbohrung 6 außerhalb der Einmündungsstellen der Motoranschlüsse 8 und 9 schneiden, um das rückfließende Druckmittel von den Motoranschlüssen über die Ringnuten 14 und 17 des Schieberkolbens /iirückzuleiten.

Das Gehäuse enthält ferner zur Speisung der Motoranschlüsse 8 und 9 einen U-förmigen Hochdruck-Speisekanal 24 mit einem Jochteil 25, der sich mit Abstand parallel oberhalb der Bohrung 6 erstreckt, und zwei Speisekanalarme 26 und 27, die von den Enden des Jochteiles nach unten führen und die Bohrung 6 zwischen den Motoranschlüssen 8 und 9 schneiden. Der Speieekanalarm 26 liegt neben dem Motoranschluß 8 und dient zur Zufuhr des Druckmittels über die Ringnut

ίο 14 des Schieberkolbens, während der Speisekanalarm 27 neben dem Motoranschluß 9 liegt um diesem das Druckmittel über die Ringnut 17 einzuspeisen. Die zwei Arme des Einlasses U, 12 schneiden die Bohrung 6 zwischen den Speisekanalarmen 26 und 27.

Im wesentlichen mittig zwischen den Armen des Einlasses 11, 12 erstreckt sich von der Bohrung 6 nach oben in Richtung auf den Jochteil 25 des Speisekanals 24 ein kurzer Speisekanal 30. Dieser Speisekanal 30 steht mit dem linken Speisekanalarm 26 des U-förmigen Speisekanals 24 über eine Bohrung 32 mit einem Rückschlagventil 31 in Verbindung. Bei dem Rückschlagventil 31 handelt es sich um ein lasthaltendes Rückschlagventil, welches nur dann öffnet, wenn der Druck im Speisekanal 30 den Druck im Speisekanal 24 übersteigt. Der Speisekanal 30 mündet in die Bohrung 6 an einer Stelle ein, die in der Neutralstellung auf die Ringnut 16 des Schieberkolbens ausgerichtet ist. Bei üblichen vorbekannten Steuerventilen, die in der Mittelstellung einen freien Durchlauf ermöglichen, sind der eine oder auch beide Arme des Einlasses 11, 12 in irgendeiner Weise mit dem Druckmittelauslaß 35 verbunden, wenn sich der Schieberkolben in der Neutraisteilung befindet. Der Druckmittelauslaß 35 liegt bei der dargestellten Ausführungsform im wesentlichen mittig im Gehäuse zwischen der Bohrung 6 und dem Jochteil 20 des Rückflußkanals 13, mit dem er ständig über eine kurze Bohrung 35' verbunden ist.

Beim dargestellten Steuerventil versperren die Schieberkolbenabschnitte 36 und 37 zwischen den Ringnuten 15,16 und 17 in der Neutralstellung die Arme des Einlasses 11, 12 gegenüber der Bohrung 6. Daher herrscht, solange die Pumpe 10 arbeitet, deren voller Auslaßdruck in den Einlaßarmen U und 12, so daß entlang der Wandung der Bohrung 6 wegen des geringen, am Schieberkolben erforderlichen Spieles Druckmittel absickern kann. Dieser Sickerfluß verläuft in Richtung auf die Motorkolbenanschlüsse 8 und 9. Ohne besondere Maßnahmen kann dieser Sickerfluß entlang der Außenfläche des Schieberkolbens den einen

so oder einen Motoranschluß 8 oder 9 erreichen und eine unerwünschte Betätigung des vom Steuerschieber gesteuerten Strömungsmittelmotors verursachen. Solche unerwünschten Betätigungen des Strömungsmittelmotors können mitunter, selbst wenn der Motor dann nur mit sehr geringer Geschwindigkeit arbeitet, zu gefährlichen Situationen führen.

Um dies zu verhindern, wird das gesamte, unter hohem Druck stehende Druckmittel, das in der Neutralstellung des Schieberkolbens entlang der Wand der Bohrung 6 von dem Einlaßarm 11 in Richtung auf den Motoranschluß 8 absickert, an dem Übergang zwischen der Schieberbohrung β und dem inneren Ende eines den Sickerfluß abfangenden Gehäusekanals 40 abgefangen, dessen anderes Ende mit dem Druckmittel-

h'i auslaß 35 verbunden ist. Der Kanal 40 mündet in die Bohrung 6 zwischen dem linken Einlaßarm 11 und dem linken Arm 26 des Hochdruckspeisekanals 24 ein und hat in der Neutralstellung des Schieberkolbens eine

Verbindung zur Ringnut 15. Auf diese Weise wird das vom Einlaßarm 11 entlang der Bohrungswand absikkernde Druckmittel vor Erreichen des Motorschlusses 8 abgefangen und über den Kanal 40 und den Druckmittelauslaßkanal 35 abgeleitet.

Es sei noch erwähnt, daß in der Neutralstellung des Schieberkolbens dessen Ringnut 15 so ausgerichtet ist, daß sie den linken Arm 26 des Hochdruckspeisekanals 24 ebenfalls mit dem Kanal 40 verbindet. Auf diese gelangen Weise wird auch das unter hohem Druck stehende Druckmittel im Einlaßarm 12, das entlang der Bohrung 6 zum anderen Motoranschluß 12 absickern möchte, im rechten Arm 27 des Hochdruckspeisekanals abgefangen; es kann von dort ebenfalls über die Ringnut 15 des Schieberkolbens zum Kanal 40 gelangen und von dort den Druckmittelauslaß 35 erreichen.

Der Hochdruckspeisekanal führt auch dem den Sickerfluß abfangenden Kanal 40 alles Druckmittel zu, das aus den Einlaßarmen 11 und/oder 12 in den Speisekanal 30 gelangt. Das in dem Speisekanal eingesickerte Druckmittel kann über die Bohrung 32 und das Rückschlagventil 31 in den linken Arm 26 des Hochdruckspeisekanals 24 eintreten, um ebenfalls über die Ringnut 15 den Kanal 40 und den Druckmittelauslaß 35 zu erreichen.

Der U-förmige Speisekanal, über den das Druckmittel in den Arbeitsstellungen des Schieberkolbens die Motoranschlüsse erreicht, ist somit in der Neutralstellung zum Druckmittelauslaß belüftet. Der Speisekanal 24 ist somit in der Neutralstellung des Schieberkolbens ein Niederdruckkanal, der nur dann zu einem Hochdruckkanal wird, wenn der Schieberkolben in eine Arbeitsstellung verschoben wird. In der Arbeitsstellung ist der Speisekanal 24 vom Kanal 40 durch den Schieberkolbenabchnitt 36 oder 42 abgesperrt.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß ein mehr oder weniger konventioneller Gehäusekanal, der normalerweise in der Arbeitsstellung das unter hohem Druck stehende Druckmittel einem der Motoranschlüsse zuführt, hier das in der Neutralstellung des Schieberkolbens absickernde Druckmitte! zum Sammelbehälter zurückfuhrt. Wichtig ist auch noch, daß die im Schieberkolben 7 vorgesehene Ringnut 18 die Möglichkeit gibt den Schieberkolben in eine Treibstellung zu bringen, indem man diesen so weit nach links verschiebt, daß die Motoranschlüsse 8 und 9 miteinander über die Kanalschenkel 21 und 22 verbunden werden.

Das in F i g. 2 dargestellte Steuerventil mit abgesperrtem Durchfluß in der Mittelstellung hat mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform viele Gemeinsamkeiten.

Auch hier ist eine Schieberbohrung 6 mit einem Schieberkolben 70 vorhanden. Der Schieberkolben hat jedoch fünf Ringnuten, die von links nach rechts mit 45, 46, 47, 48 und 49 bezeichnet sind. Diese Ringnuten definieren Kolbenabschnitte 50 und 51 an gegenüberliegenden Seiten der Ringnut 45, Kolbenabschnitte 52 und 53 an gegenüberliegenden Seiten der Ringnut 47 und Kolbenabschniite 54 und 55 an gegenüberliegenden Seiten der Ringnut 49.

Das Steuerventil weist einen einarmigen Einlaß 56 auf, der zwischen den Armen 26 und 27 des Hochdruckspeisekanals 24 in die Bohrung 6 an einer Stelle einmündet, die in der dargestellten Neutralstellung des Schieberkolbens der Ringnut 47 gegenüberliegt

Wenn der Schieberkolben in der Neutralstellung steht, verhindern die Kolbenabschnitte 52 und 53 das Eintreten des Druckmittels aus den Armen 26 und 27 des Hochdruckspeisekanals in die Bohrung 6. Die Kolbenabschnitte 51 und 54 überdecken die Einmündungen der Motoranschlüsse 8 und 9 in die Bohrung, um einen Zu- und Abfluß zu bzw. von den Motoranschlüssen zu verhindern.

Das Gehäuse enthält zwei kleine U-förmige Kanäle 76 und 77, die den Motoranschlüssen 8 und 9 zugeordnet sind. Der Jochteil des Kanals 76 erstreckt sich unterhalb der Einmündung des Motoranschlusses 8 parallel zwischen Bohrung 6 und Mittelteil des Rückflußkanals 13. Die sich gegenüberliegenden Schenkel 78 und 79 des Kanals 76 ragen vom Jochteil nach oben und schneiden die Bohrung 6 an gegenüberliegenden Seiten des Motoranschlusses 8. Der linke Schenkel 78 liegt zwischen dem Motoranschluß 8 und dem benachbarten Kanalschenkel 21 im Bereich der Ringnut 45. Der rechte Schenkel 79 liegt zwischen dem Motoranschluß 8 und dem benachbarten Arm 26 des Hochdruckspeisekanals 24 im Bereich der Ringnut 46.

In ähnlicher Weise ist der U-förmige Kanal 77 mit gegenüberliegenden Schenkeln 80 und 81 versehen, die die Bohrung 6 schneiden und sich an gegenüberliegenden Seiten des Motoranschlusses 9 befinden. Der Schenkel 80 liegt zwischen dem Motoranschluß 9 und dem benachbarten Arm 27 des Hochdruckspeisekanals im Bereich der Ringnut 48, während der Schenkel 81 zwischen dem Motoranschluß 9 und dem benachbarten Kanalschenkel 22 im Bereich der Ringnut 49 liegt. Der Jochteil des U-förmigen Kanals 77 verbindet die unteren Enden der Schenkel 80 und 81 zwischen der Bohrung 6 und dem Jochteil des Rückflußkanals 13.

Der Einlaß 56 ist über eine Bohrung 82 und ein lasthaltendes Rückschlagventil 83 mit dem Jochteil des Hochdruckspeisekanals 24 verbunden.

Wie zuvor, ist der Schieberkolben 70 gegenüber der dargestellten Neutralstellung in zwei Arbeitsstellungen verschiebbar, die sich an gegenüberliegenden Seiten der Neutralstellung befinden, um den einen der Motoran-Schlüsse 8 und 9 über den Hochdruckspeisekanal 24 mit dem Einlaß 56 und gleichzeitig den anderen Motoranschluß über den Rückflußkanal 13 mit dem Druckmittelauslaß 35 zu verbinden.
Wenn beispielsweise der Motoranschluß 8 mit dem Einlaß 56 und gleichzeitig der Motoranschluß 9 mit dem Rückflußkanal 13 verbunden werden soll, muß der Schieberkolben 70 aus der Neutralstellung in die rechte Arbeitsstellung verschoben werden. In dieser Stellung kann das unter hohem Druck stehende Druckmittel des

so Einlasses 56 über das Rückschlagventil 83 den Hochdruckspeisekanal 24, den Arm 26, die Ringnut 56. die Schenkel 79 und 78 des U-förmigen Kanals 76 und die Ringnut 45 den Motoranschluß 8 erreichen. Das am Motoranschluß 9 eintretende rücklaufende Druckmittel vom Motor strömt über die Ringnut 48, die Schenkel 8C und 81 des U-förmigen Kanals 77 und die Ringnut 4S zum Schenkel 22 des Rückflußkanals 13.

Der Druckmittelfluß an den Motoranschlüssen wire reversiert, wenn der Schieberkolben in seine links dei

to Neutralstellung liegende Arbeitsstellung verschober wird.

Die kleinen U-förmigen Kanäle 76 und 77, über die ir den Arbeitsstellungen des Schieberkolbens das Druck mittel von und zu den Motoranschlüssen 8 und 9 geleite' wird, bilden in der Neutralstellung einen Sickerflußpfac zum Rückflußkanal 13 für das unter hohem DrucJ stehende, axial entlang der Wand der Bohrung 6 von Einlaß 56 absickernde Druckmittel.

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leder Sickerfluß aus den Hochdruckspeisekanalar- des Rückflußkanals 13 Die U-fönnigen Kanäle 76 und

men 26 und 27 entlang der Bohrungswand gelangt in die 77 leiten somit den Sickerfluß parallel zu den

benachbarten Schenkel 79 oder 80 der U-förmigen Schicberkolbenabschnitten 51 und 54. die die Motoran-

Kanäle 76 und 77 und damit über die außen liegenden schlösse 8 und 9 gegenüber der Bohrung 6 absperren,

Schenkel 78 und 81 der U-förniigen Kanäle 76 und 77 zu 5 /um Ruckflußkanal 13.
den nach oben gerichteten Kanalschenkeln 21 und 22

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydraulisches Steuerventil zur Steuerung von Hydromotoren, dessen mit zur Wegesteuerung des Druckmittels dienenden Ringnuten versehener Schieberkolben in der Neutralstellung den in die Schieberbohrung einmündenden, unter Speisedruck stehenden Einlaß und den oder die Motoranschlüsse absperrt und in der oder den Arbeitsstellungen den oder die Motoranschlüsse wahlweise mit dem Einlaß oder einem zum Druckmittelauslaß führenden Rückflußkanal verbindet, wobei im Bereich zwischen dem Einlaß und dem oder den Motoranschlüssen ein in der Neutralstellung gegenüber dem oder den Motoranschlüssen abgesperrter Sickerflußpfad zum Druckmittelauslaß vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sickerflußpfad im Bereich des Schieberkolbens (7) ausschließlich entlang der Mantellinie des Schieberkolbens geführt ist derart, daß er in mindestens eine am Schieberkolben vorgesehene Ringnut (15) einmündet, von wo aus der Sickerflußpfad über ausschließlich im Gehäuse (5) des Steuerventils vorgesehene Kanäle (40; 76, 77) mit dem Druckmittelauslaß (35) in Verbindung steht.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Druckmittelauslaß führenden Kanäle (76,77) im Ventilgehäuse U-förmig ausgebildet sind, wobei jeweils ein Schenkel (79, 80) des U-förmigen Kanals (76, 77) den unter Speisedruck stehenden Kanalarmen (26, 27) benachbart ist, und daß der andere Schenkel (78, 81) des U-förmigen Kanals (76, 77) in der Neutralstellung über die Ringnuten (45,49) des Schieberkolbens (70) mit dem Druckmittelauslaß (21,22,35) verbunden ist.

3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem beidseitig eines ständig unter Speisedruck stehenden Einlasses die Arme eines U-förmigen Speisekanals angeordnet sind, die in den Arbeitsstellungen über ein lasthaltendes Rückschlagventil mit dem Einlaß und dem einen oder anderen Motoranschluß verbunden und in der Neutralstellung gegenüber dem Einlaß und den Motoranschlüssen abgesperrt sind, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Speisekanalarme (26) in der Neutralstellung über die Ringnut (15) des Schieberkolbens (7) mit der zwischen Einlaß (II) und diesem Speisekanalarm (26) angeordneten, den Sickerfluß abfangenden Gehäusekanal (40) verbunden ist.

4. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit U-förmigem Druckmittelrückflußkanal, dessen Mittelteil parallel zur Schieberbohrung verläuft und dessen Schenkel die Schieberbohrung außerhalb der Einmündungsstelle der Motoranschlüsse in die Schieberbohrung in diese einmünden, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gehäuse vorgesehenen, den Sickerfluß führenden Kanäle (40; 76, 77) in der vom Mittelteil des Rückflußkanals (13) und der Schieberbohrung (6) definierten Ebene zwischen diesem Mittelteil und der Schieberkolbenbohrung liegen.