DE2262502A1

DE2262502A1 - Hydraulikventil mit druckausgeglichener ablaufstroemung

Info

Publication number: DE2262502A1
Application number: DE2262502A
Authority: DE
Inventors: William T Stephens
Original assignee: GRESEN Manufacturing Co
Current assignee: GRESEN Manufacturing Co
Priority date: 1972-03-02
Filing date: 1972-12-20
Publication date: 1973-09-06
Also published as: CA966037A; SE398537B; JPS48100728A; JPS5921325Y2; JPS55175669U; BR7301608D0; AU5153873A; BE794044A; FR2174001B1; ZA729077B; GB1427042A; AR195210A1; FR2174001A1; AU462329B2

Description

Patentanwalt DipL-Phys. Gerhard Liedl 8 München 22 Steinsdorfstr. 21-22 Tel. 29 84

B 5860

MA]STtJFACTURING COMPANY Box 1313, Minneapolis, Minnesota 55440, /USA

Hydraulikventil mit druckausgeglichener Ablauf strömung

Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung mit mehreren Ventilen, die Ventilschieber und Ventilkörper zur Verbindung einer Druckmittelquelle mit einem Verbraucher sowie einen Führungsdurehlaß mit offener Mitte aufweisen, der sich durch jeden Ventilkörper erstreckt und die VentilscMeber mit einem sich durch die Ventilkörper erstreckenden Hochdruckdurchlaß verbindet, wobei mittels der Ventilschieber ein Kanal wahlweise mit dem Hochdruckdurchlaß und mit dem Verbraucher verbindbar ist.

Z/Br.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile solcher üblicherweise verwendeten Ventilvorrichtungen zu beseitigen.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Ventilvorrichtung er geben sich aus den Ansprüchen.

Das Hydraulikventil weist insbesondere mehrere die Strömung lenkende Ventilschieber und Ventilkörper auf, die normalerweise in einer stapeiförmigen oder einer querschnittlich nebeneinander angeordneten Steuerventüvorrichtung angeordnet sind, wobei Durchläße an einander benachbarten Ventilkörpern in Strömunsverbindung miteinander stehen.

Es ist eine Führungsdurchlaßanordnung mit offener Mitte vorgesehen, um anfänglich den Druck eines zu einem Auslaßkanal eines einzelnen Ventils geleiteten Fluids zu steuern, wenn der Schieber des einzelnen Ventils in eine Stellung bewegt wird, in der einem hieran angeschlossenen Verbraucher Fluid zugeführt wird.

In jedem Ventilkörper ist zwischen einem Einlaßkanal und einem Auslaßkanal sowie einem Rohrbogen und einem Auslaßkanal eine Strömungsausgleichsteuerung angeordnet. Die Strömungskontrolleinrichtung wirkt in Abhängigkeit vom Druck in einem der Auslaßkanäle des Ventilkörpers und steuert die anteilige Strömungsmenge des Fluids zum Auslaßkanal sowie zum Abflußkanal des Ventilkörpers.

Eine Anzahl einzelner Ventile kann im Stapel derart betätigbar sein, daß ein stromaufwärts gelegenes Ventil Vorrang hat. Unter diesen Bedingungen können zwei oder mehr Ventile gleichzeitig arbeiten, und zwar so lange, wie die erforderliche Gesamtfluidmenge nicht die

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von der Druckmittelquelle gelieferte Menge übersteigt. Wenn dagegen die Nachfrage die von der Druckmittelquelle gelieferte Menge überschreitet, arbeiten die Ventile nacheinander.

Die Hydraulikventilvorrichtung kann unter Bedingungen arbeiten, bei denen jedes Ventil aus einer Vielzahl einzelner Ventile, die von einer gemeinsamen Quelle beliefert werden und mit einer gleichen Vielzahl einzelner Verbraucher zusammenwirken, derart arbeitet, daß Druckmittelf luid nacheinander oder bei verschiedenen Mengen und Drücken so lange zu einzelnen Verbrauchern gleitet wird, wie die Summe der einzelnen Mengen und Drücke die Leistungsfähigkeit der gemeinsamen Zufuhrquelle nicht überschreitet.

Die jedem einzelnen Ventil zugeordnete Strömungskontrolleinrichtung arbeitet in Abhängigkeit vom Bedarf dieses Ventils derart, daß dieser Bedarf bzw. diese Nachfrage so lange befriedigt wird, wie die Menge des zugeleiteten Fluids diejenige Verbraucherforderung überschreitet, die durch das Ventil und den hieran angeschlossenen Verbraucher vorgegeben ist.

Dies wird mittels einer geeigneten Vorspanneinrichtung sowie mittels einer Einrichtung erreicht, aufgrund der die Strömungskontrolleinrichtung derart beeinflußt wird, daß sie gemäß einem Druckunterschied zwischen der Druckmittelquelle, an die sie angeschlossen ist, und dem kombinierten Fluiddruck in den mit Fluid zubeliefernden Verbrauchern wirkt.

Die Strömungskontrolleinrichtung in jedem Ventil kann auf wenigstens zwei Arten arbeiten. Sie kann "ausmessen¹¹, d.h. den Druckmittelstrom zwischen dem Hochdruckeinlaß und den Auslaßmündungen in

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einem Ventil steuern, während Fluid zu einem Hochdruckrohrbogen geliefert wird. Oder sie kann "einmessen", d. h. den Druckmittelstrom von einem Hochdruckrohrbogen steuern, während der Rest dee Fluids direkt vom Hochdruckeinlaß zum Hochdruckauslaß am Ventil strömen kann, und zwar aufgrund einer Drucksteigerung an diesem Hochdruckauslaß.

Es kann außerdem eine Anordnung derart getroffen werden, daß die Strömungskontrolleinricltung als Dme kent lashings ventil wirkt, wobei beispielsweise in einem Kanal eine Hilfsführungsentlastung vorgesehen ist, die der Verbindung des Fluiddruckes in einem Verbraucher mit der Strömungskontrolleinrichtung dient, so daß, wenn der Druck in einem Verbraucher einen vorgegebenen maximalen Wert tiberschreitet, der kleiner ist als der Maximaldruck einer Druckmittelquelle, das Strömungskontrollventil derart wirkt, daß das gesamte Fluid über einen Bypaß direkt zum Hochdruckauslaß umgeleitet wird.

Die Erfindung wird im folgenden in Form eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 die Ventilvorrichtung im Schnitt gemäß Linie 1-lin Flg. 2; Fig. 2 die Ventilvorrichtung im Schnitt gemäß Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schwimmerventilanordnung im Schnitt gemäß Linie 3-Z in Fig. 1;.

Fig. 4 ein Rückkopplungsventil im Schnitt gemäß Linie 4-4 ' in Fig. 1;

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Fig. 5, Schnitte ähnlich denen in Fig, 2, 3 und 4* die die Jeweilige ^u Anordnung der Elemente bei einer ersten Betriebsweise

zeigen;

Fig. 8, die Anordnung der jeweiligen Elemente bei einer zweiten ^{9 und 1Ö} Betriebsweise;

Fig. 11, die jeweilige Anordnung der Elemente bei einer dritten 12 u. 13 _Betriebswe_ise _und

Fig. 14, die Anordnung der Elemente bei einer vierten Betriebs-¹⁵ «· ¹⁶ weise.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist eine zusammengebaute Ventilanordnung 10 vorgesehen, die einen Einlaßabschnitt 11, einen Schwimmerventilabschnitt 12, einen Rückkopplungsventilabschöitt 13 und einen Auslaßabschnitt 14 aufweist.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, weist der Einlaßabschnitt Il ein, Gehäuse 19 mit einer Einlaß- oder Pumpenmündung 20 und mit einer Rückfluß- oder Auslaßmündung 21 auf. Das Gehäuse 19 des Einlaßabschnittes 11 besitzt außerdem eine Hochdruckauslaßleitung 24; ein vorgesehenes Verbraucher absperrventil 22 wird federnd nach unten auf einen Ventilsitz gedruckt, der zwischen der Einlaßmündung 20 und der Hochdruckauslaßleitung 24 angeordnet ist. Hierbei wird das Absperrventil 24 in dieser Stellung durch eine Ventilfeder 23 gehalten. Das Einlaßabschnittgehäuse 19 weist außerdem einen Niederdruckführungsdurchlaß 28 mit offener Mitte auf, der mit einer Kammer auf der Innenseite eines Schnüffelventils 25 mit offener Mitte in Strömungsverbindung steht. Dieses Schnüffelventil 25 weist.

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eine Mündung 27 auf und ist normalerweise mittels einer entsprechenden Deckeinrichtung, wie beispielsweise einer Ventilfeder 26, in Eingriff mit einem Ventilsitz gedrückt, der zwischen der Einlaßmündung 20 und der Auslaßmündung 21 angeordnet

Der Auslaßabschnitt 14 weist ein Gehäuse 30 auf, das eine Kammer enthält. Diese Kammer ist mittels einer nicht dargestellten Einrichtung an den Rücklaß oder an den Sumpf einer hydraulischen Pumpe angeschlossen und steht außerdem in Strömungsverbindung mit den Auslaßmündungen an einem benachbarten einzelnen Ventilabschnitt, die mit einem Verbraucher, wie beispielsweise einem Zylinder, mit einem Führungsdurchlaß mit offener Mitte und mit einer Ablaßleitung von einer Strömungskontrolleinrichtung verbunden seift können. Die verschiedenen, diese Funktion erfüllenden Öffnungen sind jeweils auf der rechten Seite in Fig. 1 und 2 dargestellt. Ihre Anordnung und Größe kann durch jeden Fachmann leicht bestimmt werden, weswegen diese einzelnen öffnungen aus Gründen der einfacheren zeichnerischen Darstellung nicht mit Bezugszeichen versehen wurden»

Ein als Schwimmerventilabschnitt 12 dargestelltes Ventil weist ein Gehäuse 40 auf, das rechte und linke Auslaßleitungen 41, 42 zu dem Verbraucherzylinder, rechte und linke Rückflußleitungen 45, 46, einen Hochdruckeinlaß 47 und einen Hochdruckauslaß 48 besitzt. Zwischen der rechten Zylinderleitung 41 und der Auslaßleitung 45 bzw. zwischen der Verbraucher zylinder leitung 42 und der Auslaßleitung ist jeweils ein Antikavitations- und Entspannungsventil 43 bzw. 44 angeordnet. Bezüglich der Ausbildung dieser Ventile wird auf das Element 103 am rechten Ende der Figur 4 verwiesen, aus dem die Einzelheiten eines geeigneten Antikavitations- und Entspannungsventils ersichtlich sind.

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Zwischen dem Hochdruckeinlaß 47, dem Hoehdruekauslaß 48 und einer Hochdruckbogenleitung 90 ist eine Strömungssteuerungsbohrung 49 angeordnet. Der Hochdruckauslaß 48 weist einen zwischen ihm und dem Hochdruckeinlaß 47 angeordneten Bohrungsteil 50 auf. Ein weiterer Bohrungsteil 58 ist zwischen dem Hochdruckeinlaß 47 und der Bogenleitung 90 angeordnet. Ein Ventilsteuerschieber 51 zur Steuerung der Strömung weist eine obere Nut 91 sowie eine untere Nut 92 auf. Zwischen dem unteren Teil des Ventilsteuerschiebers 51 und dem Boden einer unteren Kammer 53 ist eine Feder 52 angeordnet. Der Steuerschieber 51 weist außerdem eine Mündung 56 auf, die sieh von der unteren Sc.hiebernut 92 axial nach oben bis zum oberen Ende des Steuerschiebers 51 erstreckt.

An der Außenfläche des Ventilsteuer Schiebers 51 sind jeweils an einander benachbarten Kanten der Nuten 91 und 92 entsprechend radial nach innen ragende und sich axial erstreckende Meßnuten 57 angeordnet. Die untere Kammer 53 weist nach unten ragende Ablaß- und

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Druckleitung/54, 55 auf.

Das Gehäuse 40 des Schwimmerventilabschnitts 12 ist außerdem mit einer axial verlaufenden Bohrung 60 versehen, die mehrere vergrößerte Teile oder Flächen aufweist, die, wie unten stehend beschrieben, mit verschiedenen Durchläßen in Strömungsverbindung stehen. Die Bohrung 60 weist rechte und linke Auslaßflächen 61, 69, rechte und linke Verbraucher zylinder! lächai 62 und 68, rechte und linke Hochdruckflächen 63 und 67, eine Führungsfläehe 54 mit offener Mitte, eine Strömungssteuerungsfläche 65 sowie eine Hochdruckströmungssteuerungsfläche 66 auf. Wie sich schon aus den beschreibenden Namen ergibt, stehen die Auslaßflächen 61, 69 mit einer Auslaßleitung in Verbindung, stehen die Verbraucherzylinderflächen 62,

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68 mit Verbraucherauslaßöffnungen 41, 42 in Verbindung, stehen die Hochdruckflächen 63, 67 mit der Bogenleitung 90 in Verbindung. Die Führungsfläche 64 mit offener Mitte ist zwischen dem Führungseinlaß 58 und dem Führungsauslaß 59 angeordnet. Die Strömungssteuerungsfläche 65 steht mit der Ablaßleitung 54 in Verbindung und ist zwischen dem Strömungseinlaß 88 und dem Strömungsauslaß 89 angeordnet. Schließlich steht die Strömungssteuerungsdruckfläche 66 mit der Leitung 55 amunteren Ende der Strömungssteuer ungsbohrung 49 in Verbindung.

Ein Ventilschieberglied 70 ist in der Bohrung 60 hin- und herverschieblieh angeordnet und weist eine Vielzahl axial angeordneter genuteter Teile, die von links nach rechts verlaufen, eine Steuernut 71, eine weitere Steuernut 72, eine Strömungsnut 73, eine Führungsnut 73 mit offener Mitte, eine Strömungssteuerungsnut 75 sowie eine Steuerungsnut 76 auf. Eine linke Mündung 85 und ein Durchlaß 77 sind zwischen der Steuernut 72 und einer St eile angeordnet, die nahe der Mitte des Schiebergliedes 70 liegt. Eine ähnliche Mündung 86 und ein Durchlaß 78 erstrecken sich zwischen der Steuernut 76 und einer Stelle, die nahe dem Mittelpunkt des Schiebergliedes 70 liegt. Aus Gründen, die weiter unten erläutert werden, sind an entsprechenden Stellen in der Nähe der Kanten der Steuernuten 71, 72 und 76 mehrere radial nach innen sich erstreckende und axial langgestreckte Meßnuten angeordnet.

Ein weiteres Ventil, das als Rückkopplungsventilabschnitt 13 dargestellt ist, weist ein Gehäuse 100 mit einer rechten Zylinderauslaßleitung 101, einer linken Zylinderauslaßleitung 102, einer rechten Rücklauf- oder Ausstoßleitung 106 sowie mit einem rechten und linken Antikavitations- und Entspannungsventil 103 bzw. 104 auf, die jeweils

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zwischen den entsprechenden Zylinderanslaßleitungen und Rücklaufleitungen angeordnet sind. Das Gehäuse 100 des Rückkopplungsventilabschnittes 13 besitzt außerdem einen Hochdruckeinlaß 107, einen Hochdruckauslaß 108, einen Führungseinlaß 118, einen Führungsaulaß' 119, einen Einlaß 148 für die Ablaßströmung sowie einen Auslaß für die Ablaßströmung.

Im Gehäuse 100 des Rtiekkopplungsventüabsehnittes 18 ist -weiterhin durch die Hochdruckeinlaß- und Auslaßleitungen 107 vma 108 bis zur Bogenleitung 150 hin eine Strömungssteuerungsbohrung 109 vorgesehen. ■ Diese weist aus noch zu erläuternden Gründan Teile 110 und HQA auf. Ein vorgesehener Strömungssteuerungssehieber 111 weist eine obere 'Nut bzw. Ausnehmung 151, eine untere Nut bzw. Ausnehmung 152 sowie eine Mündung .11 β auf, die eich vom oberen Ende des Steuerschiebers 111 bis zur Nut 152 erstreckt. Die Strömungssteiierimgsbohrung 109 weist außerdem eine untere Kammer HS auf, die eine Ablaßleitung 114 sowie eine Druckleitung. 115 besitzt. An den einander benachbarten Teilendes Strömungssteuerungsschiebers Hl₉ die in die obere und untere Nut 151p 152 münden, -sind entsprechend© Meßnuten 117 vorgesehen, die sich radial nach innen sowie axial erstrecken.

Das Gehäuse 100 des Rückkopplungsyentilabsehnifetes IS weist außerdem eine Bohrung 120 auf, die rechte und linke Austrittsflächen 121, 129_S rechte und Unke Zylinderfläclien 122 und iÜ8_P rechte und linke, mit der Bogenleitung 150 verbinden© Hcelidrmckflächen 123 und 12I₉ eine " Führungsfläche 124 mit offener Mitte, ©ine Strömungssteuerungs-" ablaßfläche 125 sowie eine Strömungssteuerungsdruckfläche 126 besitzt.

Ein Schieber-ISO ist in der Bofasig 120 htm- und hsrverschieblich angeordnet'und besitzt, von links nach rechts gesehen,, eine'üteuernut 136,.

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eine Führungsnut 134 mit offener Mitte, eine Strömungssteuerungsnut 135, eine Rückkopplungsnut 113 und eine Steuerungsnut 131. Zwischen der linken Steuerungsnut 136 und einer in der Nähe des Mittelpunktes des Schiebers 130 gelegenen Stelle erstrecken sich eine Mündung 139 sowie ein Durchlaß 137. Eine weitere Mündung 140 und ein Durchlaß 138 erstrecken sich zwischen der rechten Steuerungsnut 131 und einer in der Nähe des Mittelpunktes des Steuerungsschiebers 130 gelegenen Stelle. In der Nähe der Kanten der Steuerungsnuten 131 und 136 sind mehrere Meßnuten vorgesehen, die sich radial nach innen erstrecken und axial in Längsrichtung verlaufen.

Die in Fig. 1 bis 4 insgesamt dargestellte Ventilanordnung befindet sich in einer neutralen Stellung, bei der das unter Druck befindliche Hydraulikfluid die Einlaßmündung 20 beaufschlagt; die Ventilschieber 70 und 130 befinden sich ebenfalls in ihrer neutralen Stellung, wogegen sich das Absperrventil 22 in seiner untersten Stellung befindet, in der es die Strömung des Druckmittelfluids zum Strömungssteuerungs ventil in jedem der Ventile 12 und 13 blockiert. Das Schnüffelentspannungsventil 25 ist von seinem Sitz weg nach unten gedrückt und läßt das Druckmittelfluld direkt von der Hochdruckeinlaßmündung 20 zur Ablaßleitung 21 strömen, wobei das Druckmittelfluid durch die Mündung 27 im Schnüffelentlastungsventil 25 zum Auslaßabschnitt 14 und zu den Leitungen geleitet wird, die mit den mittig offenen Führungsflächen in den Ventilen 12, 13 verbunden sind. Die Ablaßleitungen, die Jeder der Strömuiigssteuerungsbohrungen in den Ventilen 12 und 13 zugeordnet eind^ sind in gleicher We ise direkt mit dem Auslaßabschnitt 14 verbunden.

Wie aus Fig. 7, 9, 13 und 15 ersichtlich, ist ein weiteres Hilf sent spannungsventil 160 vorgesehen. Dieses ist aus einem Steckerglied

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gebildet, wobei eine Versehlußkugel 163 dicht an ein Ende eines axial verlaufenden Kanales 164 gedruckt ist. Die VerscHußkugeX 163 kann von ihrem Sitz weggedrückt werden, wobei dann der axiale Kanal 164 mit einem radial verlaufenden Kanal 165 verbunden ist. Das gesamte Entspannungsventil 160 kann in entsprechenden Bohrungen in einem oder beiden Enden der Ventilschieber 70 und 130 ange·^ ordnet sein, so daß der axiale Kanal 164 mit den axialen DureHässen in jedem Ventilschieber in Strömungsverbindung steht. Wenn daher die Hilfsentspannungsventile in der beschriebenen Weise vorgesehen sind, dienen sie zur Schaffung einer Druckentlastung für sine spezielle Auslaßmündung, wie weiter unten beschrieben, In Strömungsverbindung mit dem unteren Ende des Schnüffelentlastungsventils 25 kam ein ähnliches, nicht dargestelltes Ventil vorgesehen sein, das bei einem vorbestimmten Druck betätigt wird und das Druckmittel im Bypaß umleitet, so daß das Sc hnüff entlastungsventil 25 die volle Bypaßstellung gemäß Fig. 2 einnehmen kann.

Wirkungsweise gemäß Fig. 5, 6 und 1

Wir aus Fig. 5, 6 und 7 ersichtlich, befindet sich der Steuerschieber 70 in seiner neutralen Stellung, während sich der Steuerschieber in einer Stellung befindet, in der die Bogenleitung 150 mit der Zylinder auslaßmündung 102 verbunden und gleichzeitig die Führungs£läcbe.l26 mit offener Mitte blockiert ist. Hierdurch wird am unteren Ende des Schnüffelventils 25 der Druck angehoben, wodurch sich dieses Ventil 25 nach oben bewegt und die vom Hochdruckeinlaß 20 zum Auslaß erfolgende Strömung des Druckmittels blockiert. Dies wiederum hebt das Absperrventil 22 an, so daß das Druckmittel in den Hoclidruckein-IaS 47 im Schwimmerventil 12 strömen kann. Da sich der Steuerschieber 70 im Ventil 12 in seiner neutralen Stellung befindet, wirkt der

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Druck durch die Mündung 56 im Schwimmventil schieber 51 auf dessen oberen Teil, wodurch sich dieses gegen die Kraft der Ventilfeder 52 nach unten bewegt, so daß das Fluid vom Hoc WruefcMnlai 4f <flfe» zum Hochdruckauslaß 48 und von da zum Hochdruckeinlaß 107 im Ventil 13 strömt. Die Kammer 53 am unteren Ende des Strömungssteuerungs schiebers 51 ist zu dieser Zeit mit dem Auslaß bzw. Abfluß verbunden, so daß der Schieber 51 schnell die Stellung gemäß Fig. 5 und 6 einnimmt.

Der Strömungssteuerungssc hieber 111 im Ventil 13 bleibt In oberen Stellung und leitet das Druekmittelfluid zur sowie durch die Nut 136 zur Zylinderauslaßmülukng102. dieser Zeit ist die Kammer 113 unter dem Steuerschieber Ul über den Kanal 137 und die Mündung 139 im Schieber 130 mit d«f Aüslaßmündung 102 verbunden, wodurch auf den Steuerschieber 111 eine nach oben gerichtete Kraft ausgeübt wird, welche die von der Druckfeder 112 ausgeübte Kraft unterstützt. Wenn sich der Druck in der Auslaßmündung 102 anhebt, was beispielsweise in der Nähe des Hübendes einer Verbrauchereinrichtung, wie eines Zylinders^ erfolgt, wird das im linken Ende des Schiebers 130 vorgesehene Hilfsentspannungsventil 160 betätigt, wodurch der Druck in der mit der Kammer 113 verbundenen Kanalleitung 13t entlastet wird. Wenn sich dies ergibt, beginnt der an der iiut 152 am Steuerschieber 111 vorhandene¹ Druck die nach oben gerichteten, auf den Steuerschieber 111 ausgeübten Kräfte zu überschreiten, und es fließt Druckmittelfluid durch die Mündung 116 zum oberen Ende des Steuerschiebers 111, wodurch sich dieser nach unten bewegt und demgemäß eine Stellung einnimmt, bei der der gesamte Teil oder lediglich ein feil des Druckmittelf lüids vom Hochdruckeinlaß 107 zum HochtJrticktuslaß 108 zum Zwecke des Ausstoßens strömen kann.

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. Wirkungsweise gemäß Fig. 8, 9, 10

Wie aus Fig. 8, 9 und 10 ersichtlich, ist der Schieber 70 am Ventil 12 derart angeordnet, daß das Fluid von der Bogenleitung 90 über die Meßnuten 84 zur Auslaßöffnung 42 strömen kann, und zwar mit verringerter Geschwindigkeit, beispielsweise mit 37, 9 l/min. Bei der aus Fig. 9 ersichtlichen Stellung des Ventilschiebers 70 ist die Auslaßöffnung 42 über die Mündung 85 und den Kanal 77 mit der Bodenkammer 53 in der Strömungssteuerungsbohrung 49 verbunden. Die in ihrer Mitte offene Führungsfläche 64 ist geschlossen, so daß sich das Schnüffelventil 25 nach oben bewegt und in der Einlaßmündung 20 einen Druckanstieg bewirkt, wodurch das Absperrventil 22 betätigt und der Hochdruckeinlaß 47 mit Hochdruckfluid beaufschlagt wird.

Das Hochdruckfluid strömt durch die Mündungsöffnung 56 im Ventilsteuerschieber 51 und bewirkt, daß sich dieses Ventil bzw. dessen Strömungssteuerungsschieber 51 nach unten bewegt. Das Hochdruckfluid fließt weiterhin in die Bogenleitung 90 und durch die Nut 84 am Steuerschieber 70 zur Auslaßöffnung 42. Der Druck an der Auslaß-Öffnung 42, der über die Mündungsöffnung 85 und den Kanal 77 zur Kammer 53 übertragen wird, und die Kraft der Feder 52 wirken zusammen und gleichen die auf das obere Ende des Ventilsteuer se hiebers 51 aufgebrachte Kraft aus, so daß lediglich dasjenige Fluid zur Bogenleitung 90 geliefert wird, das zur Aufrechter haltung der Strömung zur Auslaßöffnung 42 erforderlich ist. Der verbleibende Teil des Fluids wird über das Strömungssteuerungsventil 51 zum Hochdruckauslaß 48 sowie zum Hochdruckeinlaß 107 im Ventil 13 geleitet.

Der Steuerschieber 130 am Ventil 13 befindet sich in seiner neutralen Stellung, so daß die Kammer 113 in der Strömungssteuerungs-Ventil-

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bohrung 109 mit dem Auslaß verbunden ist. Derjenige Druck, äer den zur Überwindung der Kraft der Ventilfeder 112 erforderlichen Druck übersteigt, dient zum Verschieben des Strömungssteuerungs-Ventilschiebers 111 nach unten, wodurch der Hochdruckeinlaß 107 mit dem Hochdruckauslaß 108 und damit mit dem Auslaß verbunden wird.

Wirkungsweise gemäß Fig. 11, 12, 13

Der Ventilschieber 70 ist derart eingestellt, daß er über die Meßnuten 84 beispielsweise eine größere Menge, wie 75,7 l/min, zur Auslaßöffnung 42 am Ventil 12 leitet. Genau wie bei Fig. 9 ist die Auslaßöffnung 42 über die Mündung 85 und den Kanal 77 mit der Kammer 52 am Boden der Strömungssteuerungsbohrung 49 verbunden, und die mittig offene Führungsfläche 64 ist geschlossen, damit das Schnüffelventil 25 und das Verbraucherabsperrventil 22 in der zuvor beschriebenen Weise arbeiten können. Der Steuerschieber 130 im Ventil 13 ist in seiner Höchstleistungsstellung angeordnet, Inder so viel Fluid wie möglich von der Bogenleitung 150 zur Auslaßöffnung 102 geleitet wird. Anfänglich entspricht die Wirkungsweise des Ventils 12 der im Zusammenhang mit Fig. 5, 6 und 7 beschriebenen Wirkungsweise.

Das überschüssige Fluid wird zum Hochdruckauslaß 48 am Ventil geleitet und strömt zum Hochdruckeinlaß 107 am Ventil 13. Der Druck am Hochdruckauslaß 48 und am Hochdruckeinlaß 107 kann auf einen ziemlich hohen Wert ansteigen, da der an der Auslaßöffnung 102 des Ventils 13 erforderliche Druck höher sein kann als der jenige, Druck, der für die verringerte Strömung erforderlich ist und gefordert wird, um die Auslaßöffnung 42 am Ventil 12 zu versorgen,, Dies hat einen Druckanstieg in der Bogenleitung 90 des Ventils 12 zur Folge, der

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über die Mündung 46 zum oberen Ende des tils 51 übertragen wird, wodurch sich dieses aus einer der Nut 46 . benachbarteji. Stellung in die Stellung gemäß Fig. 11 und 13 bewegt. Hierdurch kann eine größere Menge Fluid bei einem höheren Brück zum Hoehdruekeinlaß 107 am VemtillS stromenund da der Steuerschieber 13D derart angeordnet ist, daß die maximale Menge an Brückmitteafluid zur Äuslaßöffnung 102 geleitet wird, bleibt der StrÖmungssteuerungssehieber 111 in seiner höchsten oberen Stellung, bei welcher der gesamte Fluidstrom in die Bogenleitung 150 und iron da über die Nut 13€ zur ÄuslaßöiffnunglÖ2 geleitet wird.

Anfänglich leitet die Strömungssteuerung überschüssiges Fluid per Bypaß vom Ventil 12 zum Ventil 13. Wenn jedoch der im Ventil 13 geforderte Druck größer ist als derjenige des Ventils 12, kaimdas Ventil 13 den Fluidstrom nicht annehmen, bis sich der Druck zu dem vom Verbraucher geforderten Brück aufbaut. Bas Ventil 12 nimmt jedoch lediglich die geforderte, erwünschte Fluidströmung an. Ber Brück der vergrößert bemessenen Strömung durch den Steuerschieber des Ventils 12 überwiegt dann die StrOmungssteuerungsvorgpannung^ und die Strömungssteuerung 51 bewegt sich nach unten und hält einen Brück aufrecht, der der vom Ventil 12 ausgehenden StrÖmungsnachfrage und dem Gleichgewicht der Strömungssteuerungsvorspannung; (Senüge leistet.

Die Wirkungsweise ist derart, daß die Ventile in Beihe geschaltet Sind und die Strömung zwischen den Ventilen 12 und 13 in einer Weise aufgeteilt wird, die durch die Nachfrage der mit den Äuölaßöffrtangeft^42 bzw. 102 verbundenem Verbraucher bestimmt ist. Hierbei wird; der Fluidfliiß zu den verschiedenen; VerbraucBern so länge flieht Beeiällußti wie die versehäedeneu Brücke, die- zur Betätigung der eihgeintft Sti?ö-

mungssteuerungsventile erforderlich sind, erreicht werden. Die gesamte Anordnung ist außerordentlich unempfindlich hinsichtlich Schwankungen bei Druckanforderungen zwischen zwei oder mehreren Ventilen.

Zu dem Zeitpunkt, zu dem der an die Auslaßöffnung 102 des Ventils 13 angeschlossene Verbraucher seine Arbeitsgrenze erreicht, wird das im linken Ende des Steuerschiebers 130 angeordnete Entlastungs- bzw. Entspannungsventil 160 betätigt und leitet das Fluid, mit dem die Kammer 112 beaufschlagt wurde, um, und es wird der Fluiddruck im Hochdruckeinlaß 107 über den Kanal 116 zum oberen Ende des Strömungssteuerungsschiebers 111 übertragen. Dieser Ströraungssteuerungsschieber 111 bewegt sich sodann nach unten in die oben beschriebene zweite Bemessungsstellung und das überschüssige Fluid wird per Bypaß zum Auslaß geleitet.

Wirkungsweise gemäß Fig. 14, 15, 16

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 14, 15 und 16 ist der Steuerschieber 70 am Ventil 12 derart angeordnet, daß von der Bogenleitung 90 zur Auslaßöffnung 41 die volle Fluidströmung erfolgt. Unter diesen Arbeitsbedingungen ist die mittig offene Führungsfläche 64 durch den Steuerschieber 70 verschlossen. Wie aus Fig. 15 ersichtlich, ist der Steuerschieber 70 außerdem mit dem Entlastungs- bzw. Entspannungsventil 160 versehen, das mit dem Kanal 78 und der Mündung 86 sowie mit der Auslaßleitung 45 im Ventilgehäuse 40 in Verbindung steht. Der Ventilsteuer schieber 130 am Ventil 13 ist in gleicher Weise derart angeordnet, daß sich von der Bogenleitung zur Auslaßöffnung 101 die volle Fluidströmung ergibt.

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Die Kammer 52 in der Strömungssteuerungsbohrung 49 ist über die Mündung 86 und den Kanal 78 mit der Auslaßöffnung 41 verbunden, während die Kammer 113 an der Strömungssteuerungsbohrung 109 über den Kanal 138 und die Mündung 140 mit der Auslaßöffnung 101 in Verbindung steht.

In der aus Figur 14, 15 und 16 ersichtlichen Beziehung der einzelnen Elemente zueinander erfolgt die anfängliche Wirkungsweise wie oben beschrieben, wobei das mittig offene Schnüffel- Entlastungsventil seine auf dem Ventilsitz aufsitzende Stellung einnehmen kann und das Absperrventil 22 geöffnet ist; diese Elemente nehmen hierbei die auf der linken Seite in Fig. 14 ersichtliche Stellung ein.

Der Hochdruckeinlaß 47 des Ventils 12 wird mit dem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagt und sämtliches Fluid wird anfänglich über die Bogenleitung 90 zur Auslaßöffnung 41 geliefert, und zwar so lange, bis der an die Auslaßöffnung 41 angeschlossene Arbeitsverbraucher versorgt ist. Zu diesem Zeitpunkt steigt dann der Druck in der Auslaßöffnung 41 an. Dieser wird nun seinerseits zum Druckentlastungsventil 160 am rechten Ende des Ventilschiebers 70 gleitet, und der hierin herrschende Druck bleibt auf der Entspannungseinstellung, so daß der Strömungssteuerungsschieber 51 sich nach unten zu bewegen sucht.

Im wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt steigt der Druck in der Bogenleitung 90 an und erzeugt eine zusätzliche Kraft, die ebenfalls den Strömungssteuerungsschieber 51 nach unten zu bewegen sucht, wodurch ein immer größerer Teil der Fluidströmung von der Einlaßöffnung 20 zum Hochdruckeinlaß 107 am Ventil 13 umgeleitet wird.

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Anfänglich strömt sämtliches Fluid in die Bogenleitung 150. Sollte das zugeführte Fluid die durch die angeschlossenen Verbraucher gegebene Nachfrage übersteigen, wird der Strömungssteuerungsschieber 111 derart betätigt, daß das überschüssige Fluid per Bypaß zum Auslaß umgeleitet wird. Weiterhin kann bei Wunsch ein Entspannungsventil 160 im rechten Ende des Steuerschiebers 130 angeordnet sein, und es ergibt sich die oben erzielte Wirkungsweise.

Die beschriebene Vorrichtung weist daher eine Kaskadenwirkungsweise, eine sequenzartige Wirkungsweise, eine Druckentlastung und eine Strömungsteilung auf, wobei gleichzeitig die bei bekannten Systemen gegebenen Leistungsanforderungen reduziert werden und eine Wirkungsweise unter Bedingungen ermöglicht wird, bei denen zwischen einzelnen durch die Vorrichtung gesteuerten Verbrauchern unterschiedliche und schwankende Verbraucherforderungen vorliegen.

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Claims

Patentanspr üe he f'\ ■

1. . Ventilvorrichtung mit mehreren Ventilen, die Ventilschieber und Ventilkörper zur Verbindung einer Druckmittelquelle mit einem Verbraucher sowie einen Führungsdurchlaß mit offener Mitte aufweisen, der sich durch jeden Ventilkörper erstreckt und die Ventüschieber mit einem sich durch die Ventilkörper erstreckenden Hochdruckdurchlaß verbindet, wobei mittels der Ventilschieber ein Kanal wahlweise mit dem Hochdruckdurchlaß und mit dem Verbraucher verbindbar ist, gekennzeichnet durch eine im Hochdruckdurchlaß (47,48) in einem Ventilkörper (40, 100) angeordnete Strömungssteuerungseinrichtung (51, 111, 70, 130), die einen an den Verbraucher anschließbaren Kanal (90, 150) aufweist und derart betätigbar ist, daß sie in Abhängigkeit von der Tätigkeit des Ventils (12, 13) Druckmittel fluid zu dem im Ventilkörper angeordneten Kanal leitet, um das Ventil mit dem Verbraucher zu verbinden, so daß der Druck des Fluids proportional zum Mengenbedarf des Verbrauchers und zum Druck innerhalb des Ventilkörpers sowie des angeschlossenen Verbrauchers in Überschreitung eines vorgegebenen Wertes ist, wobei die Strömungssteuerungseinrichtung überschüssiges Fluid durch den Hochdruckdurchlaß umleitet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungssteuerungs vor richtung in zwei Stellungen bewegbar ist, wobei sie in der ersten Stellung durch Zumessen von Fluid durch den Hochdruckdurchlaß überschüssiges Fluid durch einen Ventilkörper (40, 100) leitet, während sie in der zweiten Stellung Fluid vom Hochdruckdurchlaß in den Ventilkörper leitet.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Ventile (12, 13) eine Einrichtung zur Reduzierung des Druckes innerhalb des Ventilkörpers (40, 100) und des Verbrauchers aufweist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchlaß vorgesehen ist, der die Strömungssteuerungseinrichtung mit dem Druck innerhalb des Ventils (12, 13) und des Verbrauchers verbindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Durchlässe eine Öffnungsmündung sowie eine Einrichtung zur Reduzierung des Druckes in diesem Kanal aufweist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungssteuerungseinrichtung einen in einer Bohrung (49, 109) betätigbaren Ventilsteuerschieber (51, 111) aufweist, wobei die Bohrung den Hochdruckdurchlaß (47, 48) in jedem der Ventile (12, 13) durchsetzt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

der Ventilsteuerschieber mittels einer Feder (52, 112) in eine Anfangsstellung gedrückt ist, in der sämtliches dem Hochdruckdurchlaß zugeführtes Fluid zum Ventilkörper (40, 100) geleitet wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Verbraucher und dem Ventilsteuer se hieber (51, 111) ein Kanal vorgesehen ist.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal eine Öffnungsmündung aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal mit einer Druckentlastungseinrichtung verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

im Hochdruckdurchlaß in jedem Ventilkörper (40, 100) ein Strömungssteuer schieber (51, 111) angeordnet ist, der derart betätigbar ist, daß die Strömung des Hochdruckfluids in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerschiebers im Ventil (12, 13) zu einem an den Ventilkörper angeschlossenen Verbraucher geleitet, daß der Hochdruckdurchlaß mit dem Veibraucher verbunden, daß der dahin erfolgende Fluidstrom gemäß dem Druck am Verbraucher und gemäß dem Druck im Hochdruckdurchlaß gesteuert und daß überschüssiges Fluid durch den Ventilkörper umgeleitet wird.

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