DE2340536A1

DE2340536A1 - Wegeventil

Info

Publication number: DE2340536A1
Application number: DE19732340536
Authority: DE
Inventors: Eckhard Anton; Werner Dipl Ing Schumacher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-08-10
Filing date: 1973-08-10
Publication date: 1975-03-06
Also published as: DE2340536C2

Description

23.7.1973 Ky/V/b

Anlage zur

Patent- und

Geb rauch sinus terhilf sanmeldung

ROB SR? BOSCH GH3H, STUTTGART

Wegeventil

Die Erfindung betrifft ein Wageventil mit einem Vorsteuerventil und einem von letzterem gesteuerten Hauptsteuerventil, dessen Steuerschieber zwei einander gegenüberliegende Druckflächen aufweist, deren zugeordnete Druckkammern über Steuerleitungen mit zwei Anschlüssen des Vorsteuerventils verbunden sind, die in Steuerrttellungen des Vorsteuerventils wahlweise mit einem Steuerdruckmittel-Zulauf bzw. einem Steuerdruckmittel-Rücklauf verbindbar sind und mit jeweils einer Drosselstelle in den Stent.-rleitungen zur Beeinflussung der Schaltzeit des Hauptsteuerventil κ.

Es ist ein Wegeventil bekannt, bei dem die Schaltzeit des von einem Vorsteuerventil geschalteten Hauptsteuerventils einstell-

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b.ar ist. Zu diesem Zweck ist in die Steuerleitungen zum Hauptsteuerventil jeweils ein Drosselrückschlagventil geschaltet, die den Druckmittelstrom in eine Druckkammer drosseln und einen •freien Abfluß ermöglichen. Diese Drosselrückschlagventile bauen nicht nur relativ aufwendig, sondern lassen'keine voneinander getrennte Einstellung der Ein- und Ausschaltzeiten au. Ferner sind die bein Umschalten des Hauptsteuerventils von einer Arbeitsstellung in eine Mittelstellung auftretenden Ausschultzoiten nicht beherrschbar, da sie bei üblichen Betriebsbedingungen von der Steuerölablaufleitung beeinflußt werden. Bei einer Veränderung der Einschaltzeit erfährt also die Aueschaltzeit zwangsläufig eine ungewollte, nicht beherrschbare, nur von der Steuerölablaufleitung abhängige Veränderung.

Ferner ist auch ein Wegeventil bekannt, bei dem im Vergleich zum vorhergehenden Stand der Technik lediglich die Rückschlagventile umgekehrt geschaltet sind; dadurch wird der Druckmittelstrom in eine Druckkammer hinein vom Rückschlagventil ungedrosselt durchgelassen, der Abfluß aus der Druckkammer aber gedrosselt. Mit dieser Schaltzeiteinstellung sind zwar die Ausschaltzeiten unabhängig von der Steuerölablaufleitung· Ein- und Ausschaltzeiten sind aber direkt in der V/eise voneinander abhängig, daß die Ausschaltzeit ein Vielfaches der Einschaltzeit beträgt. Im übrigen aber weist dieses Wegeventil die gleichen Nachteile wie das erstgenannte Wegeventil auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wegeventil der erwähnten Bauart zu schaffen, das bei möglichst geringem Bauaufwand die erwähnten Nachteile vermeidet. Vor allem sollen die Schaltzeiten unabhängig voneinander einstellbar und an unterschiedliche Betriebsbedingungen leicht anpaßbar sein.

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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in den Steuerdruckmittel-Zulauf eine erste Drosselstelle geschaltet ist, daß die eine Druckkammer ausschließlich über eine zweite Drosselstelle mit dem einen Steueranschluß und die andere Druckkammer ausschließlich über eine dritte Drosselstelle mit dem anderen Steueranschluß des Vorsteuerventils verbunden ist.

Auf diese V/eise läßt sich die Bauweise des Wegeventils vereinfachen, da anstelle von zwei Drosselstellen und zwei Rückschlagventilen nur noch drei einfache Drosselstellen benötigt werden. Vor allem ist die Einschaltzeit unabhängig von der Ausschaltzeit einstellbar und die Ausschaltzeit einwandfrei beherrschbar. Darüber hinaus können die Drosselstellen entsprechend den unterschiedlichen Druckgefällen optimal eingestellt werden; dabei wird in vorteilhafter Weise der Umstand ausgenutzt, daß der zur Verfügung stehende Steuerdruck meist dem Arbeitsdruck entspricht, oder aber zumindest größer ist als der relativ niedrige Druck, den die Rückführfeder in einer Druckkammer beim Zurückstellen des Hauptsteuerschiebers in Mittelstellung erzeugt. Die Drosselstellen können sich also gegenseitig nicht störend beeinflussen.

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Bescheibung sowie der Zeichnung.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in

Fig.* 1 ein Wegeventil in vereinfachter Darstellung Fig. 2 eine Draufsicht auf eine zwischen Haupt- und .

Vorsteuerventil des Wegeventils angeordnete

Zwischenplatte

Fig. 3 einen Schnitt nach III - III in Fig. 2 Fig. k einen Schnitt nach IV - IV in Fig. 2

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R. 1 6 ^{3 7}

Die Figur 1 zeigt ein Wegeventil 10 mit einem Hauptsteuerventil 11 und einem Vorsteuerventil 12. Das Hauptsteuerventil 11 hat einen von Federn 13 zentrierten Steuerschieber 1A, der eine Neutralstellung 15 unfl zwei Arbeitsstellungen 16, I7 aufweist. In Neutralstellung 15 sperrt der Steuerschieber 14 einen P-Anschluß 18, einen R-Anschluß 19 sowie zwei Verbraucher-Anschlüsse A, B 21 bzw. 22 voneinander ab; in Arbeitsstellungen 16, I7 verbindet der Steuerschieber 1A wahlweise einen der Verbraucher-Anschlüsse 21, 22 mit dem P-Anschluß 18 und den anderen 22, 21 mit dem R-Anschluß 19· An den Steuerschieber Ik grenzen stirnseitig Druckkammern 23, 2.k die mit Stcuerleitungen 25, 26 Verbindung haben.

Das Vorsteuerventil 12 hat einen von Federn 30 in einer Kittelstellung 27 zentrierten Schieber 28, der von Elektromagneten in Steuerstellungen 3I1 32 bringbar ist. In Mittelstellung 27 " sperrt der Schieber 28 einen Steuerdruckmittel-Zulauf X 33 ab und verbindet zwei Steueranschlüsse J>h, 35 mit einem Steuordruckmittel-Rücklauf Y 36. In Steuerstellungen 31* 32 wird wahlweise einer der Steueranschlüsse Jk, 35 mit dem Steuerdruckmittel-Zulauf X und der andere 35, 1>k mit dem Steuerdruckmittel-Rücklauf 36 verbunden. Die Steueranschlüsse J>k, 35 haben mit den Steuerleitungen 25, 26 Verbindung.

In den Steuerdruckmittel-Zulauf 33 ist eine erste Drosselstelle 371 in die Steuerleitung 25 eine zweite Drosselstelle 38 und in die Steuerleitung 26 eine dritte Drosselstelle 39 geschaltet. Alle Drosselstellen 37, 38, 39 sind verstellbar ausgebildet; ' die zweite und dritte Drosselstelle 38, 39 sind miteinander gekoppelt und weisen gleiche Öffnungsquerschnitte auf.

Figur 2 zeigt näher eine konstruktiv ausgebildete Zwischenplatte kl, die bei einem konstruktiv ausgebildetem Wegeventil 10

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zwischen das Haupt- und das Vorsteuerventil 11 bzw. 12 geflanscht wird und welche das für Vorsteuerventile übliche Lochbild aufweist. Die Zwischenplatte *t1 hat zwei Durchgangsbohrungen k2, kj>, die den Steueranschlüssen 'J>k_Λ 35 zugeordnet sind; eine Bohrung kk ist dem Steuerdruckmittel-Zulauf X und die Bohrungen k$ sind dem Steuerdruckmittel-Rücklauf Y zugeordnet. In eine die Bohrung kk schneidende Querbohrung k6 ist ein Drosselbolzen kj eingesetzt, der eine konische Drosselfläche '+8 und ein Gewinde **9 aufweist. Der Drosselbolzen ky bildet zusammen mit der Bohrung kk die erste, verstellbare Drosselstelle 37· Parallel zur Querbohrung kG verläuft eine die Durchgangsbohrungen k2, kj> schneidende Längsbohrung 51» die einen Drosselkörper 52 aufnimmt. Der Drosselkörper 52 weist zwei zylindrische Abschnitte 53ι 5k auf, die durch einen Bolzen 55 miteinander verbunden sind. Konisch verlaufende Drosselflächen 56, 57 ara Drosselkörper 52 liegen im Bereich der Durchgangsbohrungen k2 bzw. kj>\ ein Gewinde 58 macht den Drosselkörper 52 verstellbar. Somit bildet der Drosselkörper 52 zusammen mit den Durchgangsbohrungen k2, kj> die zweite und dritte Drosselstelle 38, 39» die gleichsinnig und auch gleichmäßig verstellbar sind.

Die Wirkungsweise des Wegeventils 10 hinsichtlich der Schaltzeiteinstellung ist wie folgt: Es sei dabei davon ausgegangen, daß der Steuerdruckmittel-Zulauf 33 mit dem P-Anschluß 18 Verbindung hat, so daß der zur Verfügung stehende Steuerdruck - wie in der Praxis meist üblich - gleich dem Systemdruck ist. Ferner nehmen der Steuerschieber 1*f und der Schieber 28 ihre Neutral- (I5) bzw. Mittelstellung 27 ein.

Wird nun der Schieber 28 des Vorsteuerventils 12 elektromagnetisch in eine Steuerstellung 32 gebracht, so strömt 'Druck- , mittel vom X-Anschluß 35 durch die erste Drosselstelle 37>

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über den Schieber 28, die zweite Drosselstelle. 38 und die Steuerleitung 25 zur Druckkammer 23· Gleichzeitig wird aus ■ der gegenüberliegenden Druckkammer 2^ über die Steuerleitung 26, die dritte Drosselstelle 39, den Steuerschieber 28 Druckmittel zum Y-Anschluß 36 verdrängt. Maßgebend für die Geschwindigkeit; mit der der Steuerschieber l*f in seine Arbeitsstellung l6 ausgelenkt wird, ist dabei die erste .Drosselstelle 37· Da für diese Drosselstelle 37 ijn-Hinblick auf den Systemdruck stets eine große Druckdifferenz zur Verfugung steht, ist deren Öffnungsquerschnitt relativ klein gewählt. Die zweite und dritte Drosselstelle 38, 39 kommen dabei infolge ihres wesentlich größeren Öffnungsquerschnittes nicht zur V/irkung, so daß die Einschaltzeit allein mit der ersten Drosselstelle 37 einstellbar ist.

Befindet sich der Schieber 28 in seiner Steuerstellung 32, der Steuerschieber lh in seiner Arbeitsstellung 16 und wird' der erregte Magnet 29 abgeschaltet, so drückt die Feder 30 den Schieber 28 des Vorsteuerventils 12 in seine Mittelstellung 27. Damit werden beide Steuerleitungen 25, 26 mit dem Y-Anschluß 36 verbunden. Der Steuerschieber I^ des Hauptsteuerventils 11 wird nun von der Feder 13 nach links in seine Neutralstellung 15 geschoben..Dabei drückt der Steuerschieber I^ Druckmittel aus der Druckkammer 23 über die Steuerleitung 25, die zweite Drosselstelle 38, das Vorsteuerventil 12 die dritte Drosselstelle 39 und die Steuerleitung 26 in die Druckkammer 2h. Dabei läßt sich die Geschwindigkeit des Steuerschiebers l*f mit der zweiten und dritten Drosselstelle 38 und 39 einwandfrei einstellen. Da hierbei der Druck infolge der Kraft der Feder relativ gering ist im Vergleich zum Systemdruck, kann die zweite und dritte Drosselstelle 38, 39 jeweils einen gegenüber der Drosselstelle 37 relativ großen Öffnungsquerschnitt aufv/eisen. Das Einstellen der Abschaltzeit mit den gekoppelten Drossel-

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stellen 38, 39 geschieht somit unabhängig vom Einstellen der Einschaltzeit., die mit Hilfe der ersten Drosselstelle 37 wählbar ist. Ferner ist die Abschaltzeit auch nicht mehr von der Länge und dem Durchflußwiderstand des Steuerdruckmittel-Rücklaufs 36 abhängig. Sollte der Durchflußwiderstand des Steuerdruckmittel-Rücklaufs 36 - wie in der Praxis meist üblich sehr groß sein, so kommen die gekoppelten Drosselstellen 38, 39 nahezu gleichmäßig zur Wirkung,- da sie untereinander gleich groß sind. Ist dagegen der Durchflußwiderstand sehr gering, so kommt die druckseitig gelegene Drosselstelle 38 stärker zur Wirkung als die dritte Drosselstelle 39, über die nur Druckmittel in die Druckkammer 2k nachgesaugt wird.

Bei einer Auslenkung des Steuerschiebers in Arbeitsstellung 17 werden die gleichen Ein- und Ausschaltzeiten wirksam.

Aus obigen Ausführungen geht hervor, daß somit die Schaltzeiten für jedes Wegeventil entsprechend den jeweils auftretenden Druckgefällen optimal einstellbar sind, um einerseits die Taktzeit von Maschinen so kurz wie möglich zu halten und andererseits durch zu schnelles Umschalten auftretende Schaltschläge zu vermeiden.

Vorliegende Schaltzeiteinstellung ist nicht auf Wegeventile der gezeigten Bauart begrenzt, sondern läßt sich z.B. auch bei Wegeventilen mit zwei oder mehr alB drei Schaltstellungen anwenden. Die Drosselstellen 38 und 39 können auch zur Anpassung an besonders schwierige Betriebsverhältnisse einzeln verstellbar ausgeführt werden. Außerdem können die Drosselstellea nicht nur in der Zwischenplatte, sondern auch im Gehäuse des Vorsteuerventils oder des Hauptsteuerventils untergebracht werden. Ferner kann der Steuerölzulauf X intern oder extern mit dem Zulauf P oder mit einem getrennten Steuerkreis verbunden sein. Darüber hinaus ist es möglich, am Wegeventil 10 das Vorsteuerventil 12 nur mit einem einzelnen Elektromagnet auszurüsten, so daß außer der Mittelstellung 27 nur eine einzige Steuerstellung,z.B. 3I erreichbar ist.

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Claims

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Ansprüche

Λγ Wegeventil mit einem Vorsteuerventil und einem von letzterem gesteuerten Hauptsteuerventil, dessen Steuerschieber zwei einander gegenüberliegende Druckflächen aufweist, deren zugeordnete Druckkammern über Steuerleitungen mit zwei Anschlüssen des Vorsteuerventils verbunden sind, die in Steuerstellungen des Vorsteuerventils wahlweise mit einem Steuerdruckmittel-Zulauf bzw. einem Steuerdruckmittel-Rücklauf verbindbar sind und mit jeweils einer Drosselstel-3.e in den Steuerleitungen zur Beeinflussung der Schaltzeit des Hauptsteuerventils,

dadurch gekennzeichnet, daß in den Steuerdruckmittel-Zulauf (33) eine erste Drosselstelle (37) geschaltet ist, daß die eine Druckkammer (23) ausschließlich über eine zweite Drosselstelle (38) mit dem einen Steueranschluß (3*0 und die andere Druckkammer (Zh) ausschließlich über eine dritte Drosselstelle (39) mit dem anderen Steueranschluß (35) des Vorsteuerventils (12) verbunden ist.
2) Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Drosselstellen (37i38,39) verstellbar ausgebildet sind und die zweite und dritte Drosselstelle (38,39) einen

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gemeinsamen Drooselkörper (52) aufweisen, mit dem sie gleichsinnig verstellbar sind.
3) V/egeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, zweite und dritte Drosselstelle (37i38,39) in einer Zwischenplatte (M) angeordnet sind.
h) Wegeventil nach. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte (41) eine parallel zu ihren Flanschflächen verlaufende Längsbohrung (51) .aufweist, v/elche die als Durchgangsbohruhgen (42,43) ausgebildeten Teile der Steuerleitungen (25,26) durchdringt, und daß die Längsbohrung (51) den verstellbaren Drosselkörper (52) aufnimmt.
5) Wegeventil nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (52) zwei zylindrische Abschnitte (53i 5^) mit konischen Drosselflächen (56,57) hat, die durch einen Bolzen (55) miteinander verbunden sind und daß die Droscelflächen (56,57) mit den Durchgangsbohrungen (42,43) die zweite und dritte Drosselstelle (38,39) bilden.

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6) .Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die • Öffnungsquerschnitte der zweiten und dritten Drosselstelle (38,39) untereinander gleich groß und wesentlich größer als diejenige der ersten Drosselstelle (37) ausgebildet sind.
7) Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil wenigstens drei Stellungen (15,16,17) hat und der Steuerschieber (1*0 von Federn (13) in einer Neutralstellung (15) zentriert ist.
8) Wegeventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerventil (12) Betätigungsmittel (29) aufweist, durch die

der Schieber (28) aus einer Mittelstellung (27) in wenigstens eine Steuereteilung (31 bzw. 32) bringbar ist.
9) Wegeventil nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß in der Zwischenplatte ('(1) ein Drosselbolzen (^7) angeordnet ist, der mit der Bohrung (kh) die erste Drosselstelle (37) bildet.
10) V/egeventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei gleichem Öffnungsgrad die of fnungsquerschnitte der zv/eiten bzw. dritten Drosselstelle (38,39) zur ersten Drosselstelle (37) verhalten wie etwa 3 '· 1 und die Drosselstellen (37,38,39) jeweils im B-reich von etwa 3 '· 1 verstellbar sind.

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