DE2202625C3 - Indirekt steuerbares Servoventil, insbesondere mechanisch fernbetätigbarer Art - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein indirekt steuerbares Servoventil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein solches Servoventil ist in der DE-OS 21 40 972 bereits vorgeschlagen worden.

Bei vor allem in rauhem Betrieb arbeitenden Arbeitsvorrichtungen, z. B. bei Baggern, kommt es mitunter vor, daß der den Schieberkolben betätigende Steuerdruck des Wegeventils, der gewöhnlich geringer ist als der Arbeitsdruck, z. B. durch Bruch der Steuerleitung ausfällt.

Es liegt daher die Aufgabe vor, das eingangs angegebene Servoventil so auszubilden, daß trotz Ausfall des Steuerdrucks der die Arbeitsvorrichtung antreibende Motor sicher in seine Absenkstellung gebracht werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Hauptanspruchskennzeichen angegebenen Mitteln gelöst,

Für einen hydraulischen Arbeitskreis mit einem Anhebezylinder, einem Wegeventil und einem Steuerventil ist bereits eine Notvorrichtung vorgeschlagen worden (DE-OS 21 30 655), die ein Absenken der Last aus einer angehobenen Stellung ermöglicht. Dabei wird, wenn die Steuerpumpe außer Betrieb ist, mittels eines Schaltventils die unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit des Anhebezylinders auf den Steuerkreis geschaltet und auf passenden Steuerdruck eingesteuert Dies bedingt einen nicht unerheblichen Aufwand.

Der Hauptvoi teil des Anmeldungsgegenstandes liegt in dem verringerten Bauaufwand. Es wird lediglich ein Kanal im Schieberkolben zwischen dem beaufschlagten Arbeitskanal und dem Steuerdruckmittelzuführbereich sowie das den Kanal öffnende oder schließende Notsteuerventil benötigt Eine Ausgestaltung der

ίο Erfindung geht aus dem Unteranspruch hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese zeigt in F i g. 1 den Längsschnitt des Servoventils und in F i g. 2 einen vergrößerten Abschnitt der F i g. 1.

Das Servoventil besteht aus einem Wegeventil als Hauptventil und einem Vorsteuerventil als aktives Glied einer Nachlaufsteuerung. Das Wegeventil ist in einem Ventilgehäuse 10 untergebracht, in dessen Zylinderbohrung ein Schieberkolben 12 bekannter Form zur Wegesteuerung des Druckmittels zum und von einer Arbeitsvorrichtung angeordnet ist Wegeventile dieser Art haben mehrere Ein- und Ausiaßkanäle 14,15,17 und 19 in dem Ventilgehäuse 10 und Nuten 16, 21 in dem Schieberkolben 12. Die Kanäle 14, 19 stehen mit den Rückleitungen zum Tank in Verbindung, während die Kanäle 15, 17 mit den Arbeitskanälen zu und von der Arbeitsvorrichtung zusammenwirken.

Eine Zentrierfeder 18 hält den Schieberkolben 12 des Wegeventils in bekannter Weise in seiner mittleren Stellung, die die Neutralstellung ist, in welcher der Zu- und der Abfluß zur Arbeitsvorrichtung unterbrochen ist Am Ende des Schieberkolbens 12 ist ein Differentialkolben 20 vorgesehen, dessen linke Stirnfläche 20a nur halb so groß ist wie die rechte Stirnfläche 20b. Auf der rechten Seite des Ventilgehäuses 10 ist ein deckel- oder kappenartiges Steuerventilgehäuse 22 aufgeschraubt, das einen Raum 22a umschließt und mit einer zylindrischen Bohrung 26 für den Differentialkolben 20 versehen ist. Der Schieberkolben 12 und der Differen tialkolben 20 sind mit entsprechenden Dichtungsringen 28, 30 versehen, zwischen denen ein Raum 26a abgedichtet wird.

Der Schieberkolben 12 besitzt eine axiale Steuerschieberbohrung 32, die über am linken Ende angeord- nete Radialbohrungen 34 mit dem mit dem Tank verbundenen Kanal 14 des Ventilgehäuses 10 zusammenwirkt Am rechten Ende der Steuerschieberbohrung 32 sind Radialbohrungen 36 vorgesehen, die zu dem Raum 26a bei drr kleinen Stirnfläche 20a des Differentialkolbens 20 führen. Dieser Raum 26a ist dem Druck des Steuerdruckmittels ausgesetzt. In der Bohrung 32 ist ein Steuerschieber 38 geführt, der Bunde 40, 42 als Dichtungsflächen aufweist In der Zeichnung ist die neutrale Lage dargestellt, bei der die Bunde 40,42 die Radialbohrungen 34,36 verschließen.

Der Steuerschieber 38 ist mit einer axialen Innenbohrung 44 versehen, welche die linke Stirnseite mit dem Raum 22a verbindet, der sich rechts vom Differentialkolben 20 befindet. In dem Steuerschieber 38 ist ein Querstift 46 eingepreßt, der in eine Nut 48 des Differentialkolbens 20 hineinreicht und die Bewegung des Steuerschiebers relativ zum Schieberkolben 12 begrenzt. Die Bunde 40, 42 steuern den Einlaß und Auslaß des Steuerdruckmittels von und zu der großen

μ Stirnfläche 20b des Differentialkolbens 20 und bewirken, daß der Schieberkolben 12 den Verschiebungen des Steuerschiebers 38 folgt. Aus diesem Grunde stellt die den Steuerschieber 38 umfassende Einrichtung eine

Nachlaufsteuerung dar.

Der Steuerschieber 38 ist mit einer Aussparung 50 versehen, in welche ein Arm eines zweiarmigen Schwenkhebels 52 eingreift, der an einer Betätigungswelle 54 befestigt ist. Die Betätigungswelle 54 ist durch die Wandung des Steuerventilgehäuses 22 hindurchgeführt und kann mit einer beliebigen Betätigungsvorrichtung verbunden sein. Auf dem Wellenende kann ein Betätigungshebel sitzen, der zur Fernbedienung über mechanische Verbindungsglieder mit einem Handgriff verbunden ist. Die sonst offene Oberseite des Steuerventilgehäuses 22 ist mittels eines Gehäuseteils 60 verschlossen, in welchem ein Druckanschluß 64 für das Steuerdruckmittel vorgesehen ist Im Gehäuseteil 60 und im Gehäuse 22 sind Kanäle 66 vorgesehen, durch die das Steuerdruckmittel dem Raum 26a und damit der linken Stirnfläche 20a des Differentialkolbens 20 zugeführt wird. Das Steuerdruckmittel gelangt dabei über die Radialbohrungen 36 zu dem Steuerschieber 38, der je nach seiner Lage das Steuerdruckmittel sperrt oder in die Steuerschieberbohrung 32 eintreten läßt, von wo es zur rechten Stirnfläche 206 gelangen kann.

In dem Gehäuseteil 60 ist ein mit Rastnuten versehener Stößel 70 gelagert, der einerseits mit dem zweiten Arm des Hebels 52 und andererseits mit einer Zentrierfeder 82 verbunden ist. Die Rastnuten des Stößels 70 arbeiten mit Rasteinrichtungen zusammen, die den Schwenkwinkel des Hebels 52 bestimmen und durch ein elektro-magnetisches Freigabeventil 62 gelöst werden können. ju

Der Schieberkolben 12 weist eine Bohrung 84 auf, die koaxial zur Steuerschieberbohrung 32 verläuft und sich in einer weiteren Bohrung 86 fortsetzt, die über eine Radialbohrung 88 in die Nut 21 des Schieberkolbens 12 einmündet Mit einem Stift 90 ist in der Bohrung 84 ein Notsteuerventil 91 bzw. dessen hülsenförmiges Gehäuse 92 befestigt In der Axialbohrung 94 des Gehäuses 92 sitzt ein Ventilkolben 96. Das Gehäuse 92 des Notsteuerventils 91 enthält Kanäle 98, die normalerweise durch den Schieberkolben 96 verschlossen sind. Eine Feder 100 drängt den Ventilkolben % in seine rechte Endlage an einen Rückhaltering 102 (Fig.2). Dabei stützt sich die Feder 100 an einem weiteren Ring 104 ab, der an einer Schulter in der Axsalbohrung 94 anliegt Zwischen dem Ring 104 und dem Schaft des Ventilkolbens 96 verbleibt ein Ringspalt, durch den beim Ansprechen des Notsteuerventils 91 ein Druckmittelstrom über die Kanäle 98 zum rechten Ende des Ventilkolbens 96 gelangt. Ein Querstift 106 am rechten Ende des Ventilkolbens 96 dient als Anschlag für den Steuerschieber 38, wenn dieser nach links über seinen normalen Verschiebeweg hinaus verschoben (»übersteuert«) worden ist.

Die Energie zur Verschiebung des Schieberkolbens 12 stammt aus dem Steuerdruckmittel, welches auf den Differentialkolben 20 wirkt, und zwar gesteuert durch den Steuerschieber 38. Wenn jedoch ein Druckabfall entweder durch Motorausfall oder durch Unterbrechung in der Steuerdruckleitung auftritt, wird es mangels Steuerdruck unmöglich, den Schieberkolben 12 mit dem Steuerschieber 38 aus seiner federzentrierten Neutralstellung herauszusteuern. Wenn in einem solchen Fall die Arbeitsvorrichtung belastet ist, z. B. infolge eines angehobenen und gefüllten Löffels eines Baggers, erzeugt diese Belastung einen Druck j\ dem Kanal 17, der in die Nut 21 des Schieberkolbens -.2 einmündet Wenn der Baggerführer mit seinem Steuerhebel den Löffel herablassen will, wird zwar der Steuerschieber 38 bewegt und die große Stirnfläche 206 des Differentialkolbens 20 über die Radialbohrung 36 zum Raum 26a hin geöffnet, aber der Schieberkolben 12 folgt nicht, weil kein Steuerdruck vorhanden ist Wenn nunmehr der Steuerschieber 38 weiter über seinen normalen Verstellweg hinaus verschoben wird, trifft er auf den Querstift 106 und nimmt den Ventilkolben 96 nach links mit Dadurch werden die Kanäle 98 geöffnet, unü die im Kanal 17 und in der Nut 21 eingesperrte Druckflüssigkeit gelangt zu dem Ring 104, der zusammen mit der Schulter in der Axialbohrung 94 und der Feder 100 ein Rückschlagventil bildet, das sich zur Innenbohrung 44 des Steuerschiebers 38 hin öffnet Dadurch gelangt Druckmittel zu der großen Stirnfläche 206. Nunmehr wird der Schieberkolben 12 nach links verschoben, wobei die Nut 21 die Kanäle 17, 19 miteinander verbindet und die eingesperrte Druckflüssigkeit über diesen Weg zum Tank abfließen kann. Dabei senkt sich der beladene Löffel ab.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Indirekt steuerbares Servoventil, insbesondere mechanisch fernsteuerbarer Art, mit einem Wegeventil als Hauptventil, das in einer Gehäusebohrung einen in seiner Neutralstellung federzentrierten Schieberkolben in Gleitführung aufnimmt, wobei Nuten des Schieberkolbens mit entsprechenden Kanälen des Gehäuses des Hauptventils im Sinne der Durchschaltung des Druckmittelflusses zu und von einer Arbeitsvorrichtung zusammenarbeiten, und mit einem im Schieberkolben angeordneten Steuerschieber, der das aktive Glied einer Nachlaufsteuerung für den Schieberkolben bildet, welcher gegeneinander wirkende Beaufschlagungsflächen für das über den Steuerschieber schaltbare Steuerdruckmittel zur Verstellung des Schieberkolbens aufweist, wobei die Beaufschlagungsflächen am Schieberkolben die Stirnflächen eines an einem Ende des Schieberkolbens angebrachten Differentialkolbens sind und dessen kleinere Stirnfläche ständig vom Steuerdruckmitte! beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein normalerweise geschlossenes Notsteuerventil (91) in einem im Schieberkolben (12) vorgesehenen Verbindungsweg (84, 86, 88) zwischen der großen Stirnfläche (206; des Differea'ialkolbens (20) und demjenigen Kanal (17) des Hauptventils (10) liegt, der infolge der Belastung der Arbeitsvorrichtung mit gespanntem Druckmittel gefüllt ist, und daß das Notsteuerventil (91) in einem solchen Abstand vom die Nachlaufsteuerung auslösenden Steuerschieber (38) angeordnet ist, dp.Q dies?·· bei Verschiebung über seinen normalen Verschiebeweg hinaus das Notsteuerventil (91) öffnet

2. Servoventil nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß das Notsteuerventil (91) ein in Strömungsrichtung zum Steuerschieber (38) hin öffnendes Rückschlagventil (100,104) enthält