DE2303070C3 - Handbetätigtes Ventil zur Steuerung des Druckmittelflusses von einer Pumpe zu einer hydraulischen Stelleinrichtung, beispielsweise zum Kraftschalter einer Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein handbetätigtes Ventil zur Steuerung des Druckmittelflusses von einer Pumpe zu einer hydraulischen Stelleinrichtung, beispielsweise zum Kraftschalter einer Kupplung, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer bekannten Einrichtung zur hydraulischen oder pneumatischen Fernbetätigung eines Steuermittels ist ein Ventilgehäuse mit zwei parallel zueinander verlaufenden Bohrungen zur Aufnahme je eines Schiebers bekannt (DT-Gbm 17 73 287), der mit je einem Kolben ausgerüstet ist Die beiden Schieber sind einander identisch und haben die gleiche Funktion. Sie werden jeweils über einen Hebelarm verstellt, der hierzu über eine in einer Kappe geführte Druckfeder auf den Schieber wirkt Durch Verstellungen des Schiebers wird die mit der Pumpe verbundene Hydraulikleitung mit einer Steuerleitung verbunden, die zur Betätigung eines hydraulischen Kraftgerätes dient Bei geringfügiger Verstellung des Schiebers wird die Hydraulikleitung

ίο über einen Ringkanal mit einer Kammer verbunden, in der sich ein Druck aufbaut der dann den Schieber wieder in seine Ausgangsstellung verstellt Hierdurch ist also eine feinfühlige Verstellung des hydraulischen Kraftgerätes möglich. Eine hydraulische Arretierung kann über diese Einrichtung nicht erzielt werden.

Aus der DT-OS 16 00 876 ist es bereits grundsätzlich bekannt, eine Totgang-Verbindung beziehungsweise Spielverbindung zwischen einem Stufenkolben und einem Stößel vorzusehen. Der Stufenkolben wirkt einerseits über eine Druckfeder und nach einem bestimmten Stellweg über einen am Stufenkolben angeordneten Bolzen auf einen Stößel. Damit ist es möglich, zwischen dem Stößel und dem Stufenkolben eine mechanische Verbindung herzustellen.

Es ist ferner ein handbetätigbares Ventil zur Regulierung eines Druckmitteldruckes zwischen einer Pumpe und einem Kraftschalter bekannt (US-PS 31 37 311). Das Ventil weist einen Ventilkörper mit zwei funktionsmäßig hintereinander verlaufenden Bohrungen auf, wobei die eine Bohrung einen Ventilkolben aufweist der einenends gegen eine Feder anliegt Ein weiterer Ventilkolben, der als hydraulische Arretierung dient, ist in der anderen Bohrung vorgesehen und steht mit seinem äußeren Ende über eine Stellvorrichtung in Verbindung. Diese Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung ist jedoch nicht geeignet ein feinfühliges Verstellen bzw. ein feinfühliges Aus- und Einrücken der Kupplung vorzunehmen. Außerdem ist das bekannte Ventil kompliziert und störanfällig, zumal in der ersten und zweiten Bohrung die Ventileiemente jeweils aus mehreren Einzelteilen gebildet sind.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil der eingangs angegebenen Art zur Betätigung einer Stelleinrichtung derart auszubilden, daß ein feinfühliges Ein- und Ausschalten der Stelleinrichtung sowie deren Verriegelung in der arbeitswirksamen Stellung mit einfachen Mitteln möglich ist

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst

Hierdurch erhält man ein im Aufbau sehr einfaches und störunanfälliges Ventil, da durch die Verwendung der hydraulisch-mechanischen Übertragungseinrichtung auch als Arretierungsvorrichtung in Verbindung mit der Stirnkammer und dem sich in dieser Kammer aufbauenden Druck mit einem Minimum an mechanischen Teilen ausgekommen werden kann, die einerseits eine feinfühlige Steuerung in Verbindung mit der Totgang-Verbindung des Ventils gewährleisten und andererseits eine hydraulische Arretierung des Ventils

6a sicherstellen.

Da der Ventilkolben parallel und mit Abstand zum Arretierungskolben angeordnet ist kann mit einem einzigen Stellhebel ausgekommen werden, der einenends auf den Ventilkolben, anderenends auf den

(>s Arretierkolben wirkt. Treten beispielsweise Störungen im Hydrauliksystem auf und wird das Hydrauliksystem bzw. die Pumpe abgeschaltet, so erfolgt über den als Arretierungsvorrichtung ausgebildeten Ventilkolben

eine Schaltfunktion, die eine Verstellung des Ventilkolbens in eine Schließstellung bewirkt Dadurch ist auch ein entschiedener, der Sicherheit dienender Vorteil geschaffen.

Durch eine Verbindungsleitung zwischen der den Ventilkolben aufnehmenden Bohrung und der den Arretierkolben aufnehmenden Bohrung kann sich in der Stirnkammer vor dem Ventilkolben ein Druck aufbauen, der somit den Stellhebel in Arretierstellung hält und damit eine Durchflußstellung des Ventilkolbens gewähr- -, leistet

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben und in der Zeichnung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht eines handbetätigten Ventiles,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1 und

F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3 -3 in F i g. 2.

In der Zeichnung ist ein Ventil dargestellt, das einen Ventilkörper 10 mit zwei parallel zueinander verlaufenden und mit Abstand zueinander angeordneten Ventilbohrungen 12 und 14 aufweist, wovon eine jede Bohrung ein innenliegendes und nach außen hin offenes Ende aufweist Die Bohrung 12 ist mit sechs Ringnuten 16,18,20,22,24 und 26 ausgerüstet, wobei die Ringnut 24 gleichzeitig als öffnung ausgebildet ist Die Ringnut 16 steht mit einer Einlaßöffnung 28, die mit einer Kraftquelle bzw. einer Pumpe verbunden ist und die Ringnut 18 mit einer Auslaßöffnung 30 in Verbindung, die mit einer hydraulischen Stelleinrichtung, z. B. einer hydraulisch betätigbaren, in der Zeichnung jedoch nicht dargestellten Kupplung in Verbindung steht Die Ringnuten 20 und 22 sind beide mit in der Zeichnung nicht dargestellten öffnungen verbunden, die das Druckmedium zu einem Sammelbehälter leiten. Die Ringnut 24 steht mit einer Hydraulikleitung 32 in Verbindung, die an das geschlossene Ende der Bohrung 14 geführt ist Die Ringnut 26 steht mit der Bohrung 34 in Verbindung, die über eine Verbindungsbohrung 36 an die Auslaßöffnung 30 angeschlossen ist.

Ein Ventilkolben 38 ist innerhalb der Bohrung 12 verstellbar gelagert und weist an seinem Mantelumfang eine erste und zweite hervorstehende Ventilfläche 40 und 42 auf, die durch eine Ringnut 44 getrennt sind. Eine dritte hervorstehende Ventilfläche 46 ist von der Ventilfläche 42 durch die Ringnut 48 getrennt, während eine vierte heitvorstehende Ventilfläche 50 von der Ventilfläche 46 durch die Ringnut 52 getrennt ist.

Der Ventilkolben 38 ist zwischen einer extrem geschlossenen Stellung gemäß F i g. 2 und einer extrem geöffneten Stellung verstellbar. In der extrem geschlossenen Stellung blockiert die hervorstehende Ventilfläche 42 den Druckmittelfluß zwischen den Ringnuten 16 und 18, wobei die Ringnut 48 eine Druckmittelverbindung zwischen den Ringnuten 18 und 20 und die Ringnut 52 eine Druckmittelverbindung zwischen den Ringnuten 22 und 24 herstellt Hingegen stellt in der extrem geöffneten Stellung die Ringnut 44 eine Druckmittelverbindung zwischen den Ringnuten 16 her, während die hervorstehende Ventilfläche 42 den Druckmittelfluß zwischen den Ringnuten 18 und 20 unterbindet, wobei die hervorstehende Ventilfläche 46 den Druckmittelfluß zwischen den Ringnuten 22 und 24 ebenfalls unterbin- (>-s det. Durch die Ringnut 52 wird eine Druckmittelverbindung zwischen der Ringnut 24 und einem Schlitz 54 hergestellt, der eine Verbindung mit der Ringnut 26 am geschlossenen Ende der Veatilboh rung 12 gestattet

Die hervorstehende Ventiifläche 50 bildet in Verbindung mit dem geschlossenen Ende der Ventilbohrung 12 eine Stirnkammer 56.

Ein Arretierkolben 58 ist in der Ventilbohrung 14 verschiebbar angeordnet, und sein inneres Ende bildet in Verbindung mit dem innenliegenden Ende dieser Ventilbohrung, an das die Hydraulikleitung 32 angeschlossen ist, eine Druckkammer 60.

Ein Lager 62 auf dem Ventilkörper 10 ist mit einer Bohrung zur Aufnahme eines reduzierten Endteiles eines Gelenkzapfens 64 versehen. Der Gelenkzapfen 64 wird mittels eines Spannringes 66 in der Bohrung des Lagers 62 gesichert Ein schwenkbarer Stellhebel 68 ist auf dem Gelenkzapfen 64 mittels eines Splintes 70 bzw. Keiles gesichert Der Stellhebel 68 weist einen Hebelarm 72, der gegen den Arretierkolben 58 anliegt sowie einen gabelförmigen Hebelarm 74 auf, der über dem offenen Ende der Bohrung 12 liegt

Ein Steuerarm 76 ist auf dem Gelenkzapfen 64 angeordnet und mittels des Splintes 70 ebenfalls gesichert Eine Steuerstange 78 ist an das äußere Ende des Steuerarmes 76 gelenkig angeschlossen und verbindet diesen mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten handbetätigbaren Schalthebel. Der Steuerarm 76 und die Steuerstange 78 stellen lediglich ein Beispiel für zahlreiche Möglichkeiten einer von Hand bewerkstelligten Fernbedienung des Stellhebels 68 dar. Eine Zugfeder 80 ist einenends an den Steuerarm 76 und anderenends an eine öse 82 an der Vorderseite des Ventilkörpers 10 angeschlossen, um den Stellhebel 68 im Uhrzeigersinn gemäß Fig.2 zu verstellen. Die Lage der Zugfeder 80 hat keine Bedeutung, solange sie mit einer kleinen Kraft auf den Stellhebel 68 einwirkt um diesen im Uhrzeigersinn zu verstellen. Beispielsweise kann auch die Zugfeder 80 auf die Steuerstange 78 oder den in der Zeichnung nicht dargestellten Schalthebel wirken.

Ein Lenker 84 ist gelenkig am gabelförmigen Hebelarm 74 an einen Gelenkbolzen 86 angeschlossen und ragt in den hohl ausgebildeten Ventilkolben 38 hinein, in dem der Lenker gegen ein Federlager 88 am Ende einer Feder 90 anliegt, die zwischen dem Bohrungsgrund des Ventilkolbens 38 und dem Federlager 88 wirkt Der Lenker 84 weist einen länglichen Führungsschlitz 92 auf, der in etwa in der gleichen Ebene wie der Ventilkolben 38 liegt und einen im Ventilkolben 38 angeordneten Bolzen 94 aufnimmt Der Führungsschlitz 92 und der Bolzen 94 bilden somit eine Totgang-Verbindung zwischen dem Stellhebel 68 und dem Ventilkolben 38.

Die Arbeitsweise des Ventiles ist wie folgt:

Befindet sich der Ventilkolben 38 in einer geschlossenen Stellung gemäß F i g. 2, so ist die E^;nlaßöffnung 28 und damit die Ringnut 16 mit einem konstanten Druck beaufschlagt, der beispielsweise 10,5 kp/cm² beträgt Die Auslaßöffnung 30, die z. B. zu einer Kupplung führt, ist über die Ringnuten 18,48 und 20 an den Sammelbehälter angeschlossen, während die Stirnkammer 56 über die Bohrung 34, die Verbindungsbohrung 36, die Auslaßöffnung 30 und die Ringnuten 18, 48 und 20 mit dem Sammelbehälter verbunden ist. Die Druckkammer 60 ist über die Hydraulikleitung 32 und die Ringnuten 24, 52 und 22 ebenfalls mit dem Sammelbehälter verbunden.

Wenn der Stellhebel 68 durch den handbetätigbaren Steuerarm 76 im entgegengesetzten Uhrzeigersinn verstellt wird, so werden der Lenker 84 und der Ventilkolben 38 nach unten verstellt, bis eine Druckmit-

telverbindung zwischen der Einlaßöffnung 28 und der Auslaßöffnung 30 Ober die Ringnut 44 hergestellt ist. Der Druck in der Einlaßöffnung 28 wird über die Verbindungsbohrung 36 und die Bohrung 34 der Stirnkammer 56 zugeführt. Wenn der Druck in der Kammer 56 einen ausreichenden Wert erhalten hat, um die Feder 90 zusammenzudrücken, wird der Ventilkolben 38 nach oben bewegt, so daß die hervorstehende Ventilfläche 42 die Druckmittelverbindung zwischen der Einlaßöffnung 28 und der Auslaßöffnung 30 wieder unterbricht Eine zusätzliche Verstellung des Stellhebels 68 im entgegengesetzten Uhrzeigerdrehsinn vergrößert die Druckkräfte an der hydraulisch betätigten Stelleinrichtung in gleicher Weise wie der Ventilkolben 38 den Druckmittelfluß reguliert, um die hydraulischen Kräfte zwischen der Stirnkammer 56 entgegen der Wirkung der Feder 90 auszugleichen. Wird der Steühcbc! 68 noch weiter im entgegengesetzten Uhrzeigerdrehsinn verstellt, steigt der Druck an der Stelleinrichtung, z. B. der Kupplung an, bis der Bolzen 94 gegen die obere Kante des Führungsschlitzes 92 anliegt Zu diesem Zeitpunkt hat auch der Ventiikolben 38 seine untere Stellung eingenommen, um eine zunehmende Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 28 und der Auslaßöffnung 30 Ober die Ringnut 44 herzustellen

Erreicht der Ventilkolben 38 seine extrem geöffnete Stellung, so schiebt sich die hervorstehende Ventilfläche 50 über den Schlitz 54, so daß eine Druckmittelverbindung zwischen dem Schlitz 54 und der Ringnut 24 hergestellt wird, die von der Ringnut 22 über die hervorstehende Ventilfläche 46 abgeschnitten ist Der Druck in der Ringnut 24 wird über die Hydraulikleitung 32 der Druckkammer 60 zugeführt, und der Druck in der Druckkammer 60 wirkt auf den Arretierkolben 58, der

einen größeren Abstand von der Lagerstelle des Gelenkzapfens 64 aufweist als der Ventilkolben 38, den Hebel 68, den Lenker 84 und den Bolzen 94, um den Ventilkolben 38 in seiner extrem geöffneten Stellung zu halten, bis äußere Kräfte auf den Stellhebel 68 wirken.

Wenn eine äußere Kraft auf den Stellhebel 68 wirkt, um diesen im Uhrzeigersinn in eine entkuppelte Stellung zu verstellen, so kehrt der Ventilkolben 38 in seine extrem geschlossene Stellung zurück. Dadurch läßt der Druck in der hydraulischen Stelleinrichtung in der Stirnkammer 56 und der Druckkammer 60 nach, wodurch die Stelleinrichtung wieder abgeschaltet wird. Somit übt der Arretierkolben 58 nicht länger eine Kraft auf den Stellhebel 68 aus, und die Zugfeder 80, die über den Steuerarm 76, den Stellhebel 68, den Lenker 84 und den Bolzen 94 wirkt, hält den Ventilkolben 38 in seiner extrcrr. geschlossenen Stellung.

Entsteht ein Druckabfall, während sich der Ventilkolben 38 in seiner extrem geöffneten Stellung befindet, so wirkt sich der Druckabfall in der Druckkammer 60 so aus, daß keine Druckkräfte über den Arretierkolben 58 auf den Stellhebel 68 wirken. Somit kann die Zugfeder 80 den Ventilkolben 38 in seine extrem geschlossene Stellung verstellen. Dadurch ist ein entschiedener, der Sicherheit dienender Vorteil geschaffen. Dient beispielsweise das Ventil dazu, eine Kupplung, beispielsweise eine Zapfwellenkupplung eines Fahrzeuges zu betätigen und vergißt die Bedienungsperson nach Ausschalten der Maschine und damit der Pumpe, die Kupplung auszurücken, so wird der Druck abfallen und die Zugfeder 80 wird den Ventilkolben 38 in seine extrem geschlossene Stellung verstellen, so daß die Kupplung nicht mehr eingerückt ist auch dann nicht wenn die Bedienungsperson das Fahrzeug erneut startet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Handbetätigtes Ventil zur Steuerung des Druckmittelflusses von einer Pumpe zu einer hydraulischen Stelleinrichtung, beispielsweise zum Kraftschalter einer Kupplung, mit einem in seinem Ventilkörper angeordneten, den Zu- und Abfluß zur Stelleinrichtung steuernden Ventilkolben, der über einen zweiarmigen Stellhebel und eine am Ventilkolben sich abstützende Feder gegen einen in einer Stirnkammer des Ventilkolbens sich aufbauenden Druck in seine Arbeitsstellung verschiebbar ist, wobei diese Stirnkammer bei Einsetzen der Verstellung des Ventilkolbens an den Druck in der zur Stelleinrichtung führenden Leitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Arm des Stellhebels (68) über eine Totgang-Verbindung an den Ventilkolben (38) angeschlossen ist und daß der andere Arm des Stellhebels (68) gegen die eine Stirnfläche eines parallel zum Ventilkolben (38) angeordneten Arretierkolbens (58) anliegt, dessen andere Stirnfläche eine Druckkammer (60) begrenzt, die über eine Hydraulikleitung (32) an die Stirnkammer (56) des Ventilkolbens (38) in dessen arbeitswirksamer Endstellung, die im Anschluß an die Regelphase der Ventilkolbenverstellung durch einen an der Totgang-Verbindung vorgesehenen mechanischen Anschlag zwischen dem Ventilkolben (38) und dem zugeordneten Hebelarm erreicht wird, angeschlossen ist

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben an seinem der Stirnkammer (56) entgegengesetzten Ende einen Bolzen (94) aufnimmt, der in einem in den Ventilkolben (38) mit dem ihm zugeordneten Hebelarm verbindenden Lenker (84) vorgesehenen Führungsschlitz (92) gelagert ist

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker (84) mit seinem dem Anlenkpunkt am Stellhebel (68) abliegenden Ende gegen die in einer Längsbohrung des Ventilkolbens (38) angeordnete Feder (90) anliegt und von einem am Ventilkolben (38) vorgesehenen Bolzen (94) geführt ist

4. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellhebel (68) ungleichlange Hebelarme aufweist, wobei sich der längere Hebelarm auf dem Arretierkolben abstützt.

5. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stellhebel (68) eine mit dem Ventilkörper (10) verbundene Zugfeder (80) angeschlossen ist