DE2517678B2 - Schaltventilvorrichtung fuer die bewegungsrichtung eines hydromotors - Google Patents

Description

der Zeichnung lediglich die rechte Ventileinheit 19 dargestellt ist, die eine Bohrung aufweist, deren oberes Ende sich in den Sammelbehälter 18 erstreckt. Die Bohrung 20 ist mit einem oberen, einem mittleren und einem unteren Ringkanal 22,24 und 20 ausgerüstet. Der obere und mittlere Ringkanal 22 und 24 sind mit entsprechenden oberen und mittleren Ringkanälen von einer Bohrung der linken, in der Zeichnung nicht dargestellten Ventileinheit über Querbohrung?n 28 ur.d 30 verbunden, während der untere Ringkanal 26 über eine Qucrbohrung 32 mit dem in der Zeichnung nicht dargestellten Ringkanal der zweiten Ventileinheit 19 verbunden ist. Eine obere Leitung 34 ist an den oberen Ringkanal 22 und an einer ersten Anschlußbohrung eines doppelseitig beaufschlagbaren Hydromotors 36,15 der nachfolgend als Hydraulikzylinder 36 bezeichnet ist, angeschlossen, während die untere Leitung 38 an den mittleren Ringkanal 24 und an die zweite Anschlußbohrung des Hydraulikzylinders 36 angeschlossen ist. Die Druckseite einer Pumpe 42 ist über eine Hydraulikleilung 40 an den unteren Ringkanal 26 angeschlossen und eine Leitung mit einem Sammelbehälter 44 verbunden.

In die Bohrung 20 sind obere, untere und mittlere Buchsen 46, 48 und 50, die endseitig gegeneinander anliegen, fest eingepaßt. Die Buchsen 46, 48 und 50 weisen jeweils mehrere am Umfang verteilte Bohrungen 52, 54 und 56 auf, die den Innenraum der Buchsen mit den Ringkanälen 22, 24 und 26 verbinden. In der Bohrung 20 befindet sich ein sich axial erstreckender Stößel 58, der mit einem Ventilteller 60 ausgerüstet ist, der am unteren Ende des Stößels 58 axial verschiebbar angeordnet ist und mittels am unteren Ende des Stößels 58 vorgesehenen ringförmigen Anschlag 62 gesichert ist, so daß der Ventilteller 60 vom unteren Ende des Ventihtücks 58 nicht abfallen kann. Der Anschlag 62 ist mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Arretierungsringes gesichert. Zwischen dem Anschlag 62 und dem Ventilteller 60 befinden sich zahlreiche Unterlagsscheiben 64.

Der Ventilteller 60 ist so dimensioniert, daß er verschiebbar gegen die innere Oberfläche der Buchse 50 anliegt, so daß am Ventilteller 60 Leckverluste verhindert werden. Der Ventilteller 60 weist eine ringförmige Nut auf, die zur Aufnahme eines einen Spalt 68 aufweisenden Ringes 66 dieni. Lediglich der Umfangsteii des Ventiltellers bzw. Ventildichtelements 60, der oberhalb des Ringes 66 liegt, liegt in gleitender Weise gegen die innere Oberfläche der Buchse 50 an und weist eine in der Zeichnung nicht dargestellte öffnung auf, die mit der Ringnut, in der der Ring 66 angeordnet ist, in Verbindung steht. Auf diese Weise erhält man am Ventilteller 60 eine Drosselöffnung. In der in F i g. 1 dargestellten Neutralstellung des Ventiltellers 60 ist der Druck an beiden Seiten des Ventiltellers ausgeglichen. Da jedoch die Fläche an der Unterseite des Ventiltellers 60 größer ist als die Fläche der Oberseite des Ventiltellers, wirkt eine Druckkraft gegen die Unterseite des Ventiltellers. Diese Druckkraft wirkt zusammen mit der Druckkraft einer Feder 68, die zwischen der Unterseite des Ventiltellers 60 und deir Bodenteil der Buchse 50 vorgesehen ist. Somit liegt eine an der Oberseite des Ventiltellers 60 vorgesehene konische Ventildichtfläche 70 gegen einen Ventilsitz an, der durch die Unterkante der Bohrung 72 der mittleren Buchse 48 gebildet wird. Am oberen Ende der Bohrung 72 befindet sich auf dem Stößel 58 ein verschiebbar gelagerter Ventilteller 74, der eine nach unten berichtete konische Ventildichtfläche aufweist, die gegen die obere als Ventilsitz ausgebildete Kante der öffnung 72 anliegt und mittels einer Feder 76 gegen diesen Ventilsitz gedrückt wird. Die Feder 76 liegt gegen die Oberseite des Ventiltellers 74 und einen, in der Zeichnung nicht dargestellten, auf dem Stößel 58 befestigten Arreüerring an. Die Dichtvorrichtung befindet sich innerhalb eines Druckausgleichelements 80 und liegt gegen den Innenteil dieses Druckausgleichelements an, das axial verschiebbar in der mittleren Buchse 48 aufgenommen ist. Der Innendurchmesser des oberen Teils der mittleren Buchse 48 ist größer als der Innendurchmesser des unteren Teils der Buchse, und der obere Teil des Druckausgleichelements 80 weist einen Kragen auf, dessen Durchmesser größer ist als der übrige Teil des Ventildichtelements. Der Kragen des Druckausgleichelements 80 liegt gegen die Innenseite der Buchse an, die einen größeren Durchmesser aufweist als der untere Teil der Buchse. Befindet sich das Druckausgleichelement 80 in seiner normalen oberen Stellung (siehe Fig. 1), so wird ein Raum 82 unterhalb des Kragens des Druckausgleichelements 80 gebildet. Das obere Ende des Ventildichtelements 80 ist so dimensioniert, daß ein ausreichender Spalt bzw. Abstand zur Innenseite der Buchse gebildet wird, damit Druckmittel zu und von dem Raum 82 fließen kann. Die wirksamen Flächen der Ober- und Unterseite des Druckausgleichelements 80, die dem Druckmittel ausgesetzt sind, sind gleich. 1st beispielsweise die Oberseite des Druckausgleichelements 80 einem größeren Druck ausgesetzt als die Unterseite, so wird das Druckausgleichelement 80 nach unten verschoben und blockiert die Bohrungen 54. Das Druckausgleichelement 80 wird nur dann nach unten verschoben, wenn der Druck, der auf die Oberseite des Druckausgleichelements wirkt, größer ist als der Sysiemdruck.

Der Druckmittelfluß zwischen der oberen Leitung 34 und dem Sammelbehälter 18 wird mittels eines Ventiltellers 84 gesteuert, der eine nach oben gerichtete konische Ventilsitzfläche 86 aufweist, die gegen einen durch die Schulter des oberen Endes der oberen Buchse 46 gebildeten Ventilsitz zur Anlage bringbar ist. Damit der Ventilteller 84 normalerweise auf seinem Ventilsitz 88 aufliegt, ist eine Feder 90 zwischen dem unteren Ende des Ventiltellers 84 und dem oberen Ende eines in der Zeichnung nicht dargestellten, Im Innenteil des Druckausgleichelements 80 vorgesehenen Dichjringes angeordnet. Der Ventilteller 84 wird bei Abwärtsvcrstellung des Ventilstößels 58 vom Ventilsitz 88 abgehoben. Hierzu dient ein auf dem Stöße! 58 vorgesehener Sicherungsring 92, der dann gegen den Ventilteller 84 zur Anlage kommt.

Gleichzeitiges Abheben der Ventilteller 60 und 84 wird bei Druckabfall am Ventilteller 60 erreicht, der auf Grund des Druckdifferentials nach unten verschoben wird und der dadurch eine Abwärtsverstellung des StöUels 58 und somit des Ventiltellers 84 herbeiführt. Damit Druckmittel am Ventilteller 60 vorbeifließen kann, weist der Stößel 58 eine zentral verlaufende Stößelbohrung 94 auf, die mit ihrem oberen Ende mit einem unterhalb des Ventiltellers 60 vorgesehenen Raum in Verbindung steht. Am oberen Ende weist die Stößelbohrung 94 eine Querbohrung % auf, die sich durch die Wand des Stößels 58 nach außen erstreckt; ein Kragen 98 ist am oberen Ende des Stößels 58 verschiebbar gelagert. Befindet sich das Ventil in seiner in Fig. 1 dargestellten Neutralstelhng, so verharrt der Kragen 98 in seiner Schließstellung und blockiert somit die Querbohrung 96. Damit der Kragen 98 in seiner

Schließstellung verharrt, ist cine Feder 100 vorgesehen, die zwischen der Schulter des Kragens 98 und der Schulter eines Ringes 102 wirkt, der unterhalb des Kragens 98 vorgesehen ist und einen Teil des Stößels 58 bildet. Leckverluste zwischen dem Kragen 98 und dem Stößel 58 werden durch die Ventildichtfläche 104 verhindert, die am oberen Ende des Stößels 58 vorgesehen ist und gegen die der Innenteil des Kragens 98 anliegt.

Um beispielsweise den Kragen 98 nach unten zu bewegen, um die Querbohrung 96 freizugeben und eine Druckmittelverbindung zwischen der Stößelbohrung 94 und dem Sammelbehälter 18 herzustellen, ist eine Steuerwelle 106 im Sammelbehälter 18 vorgesehen, die in den Seitenwänden des Ventilgehäuses 14 drehbar lagen. Die Steuerwelle 106 weist einen gabelkopfförmigen Arm 108 auf, der mit einem tassenförmigen Teil 110 ausgerüstet ist, das an Bolzen 112 gelenkig angeschlossen ist und gegen die Oberseite des Kragens 98 anliegt. Durch Drehung der Steuerwelle 106 im Uhrzeigerdrehsinn wird der Teil 110 nach unten bewegt und bewirkt dadurch eine Verstellung des Kragens 98 nach unten, so daß die Querbohrung 96 freigegeben wird. Ist die Querbohrung 96 freigegeben, so wird der Raum unterhalb des Ventiltellers 60 über die Stößelbohrung 94 mit dem Sammelbehälter 18 verbunden, und Druckmittel kann ferner über den Spalt 67 in den Ring 66 des Ventiltellers 60 fließen. Da durch den Spalt 67 eine Drosselwirkung erzielt wird, entsteht unterhalb des Ventiltellers 60 ein Druckabfall, so daß der Druck oberhalb des Ventiltellers 60 eine Verstellung gegen die Feder 68 bewirkt. Die Abwärtsversteliung des Ventiltcllers 60 überträgt sich auf den Ventilstößel 58 und somit auf den Ventilteller 84, der über den Sicherungsring 92 nach unten verstellt wird. Durch die Abwärtsversteliung des Ventiltellers 60 wird die konische Ventildichtfläche 70 vom Ventilsitz abgehoben, so daß unterhalb des Ventiltellers 74 ein Druck aufgebaut wird, der zum Abheben des Ventiltellers 74 vom Ventilsitz führt. Ist der Druck in der unteren Leitung 38 gleich oder kleiner als der Systemdruck, so verharrt das Druckausgleichelemeni 80 in seiner oberen Stellung gemäß Fig. 1. so daß Druckmittel über die Leitung 38 zum Hydraulikzylinder 36 fließen kann, während die an den Hydraulikzylinder angeschlossene Leitung 34 mit dem Sammelbehälter 18 in Verbindung steht. Die gleiche Wirkung wird auch für die in der Zeichnung nicht dargestellte Ventileinheit, bei der die obere Einlaßöffnung des Hydraulikzylinders 36 mit der Pumpe 42 und die untere Einlaßöffnung mit dem Sammelbehälter 18 verbunden ist. Durch diese Anordnung ist ei möglich, den Hydraulikzylinder 36 in eine Neutralstellung zu bringea in der beide Einlaßöffnungen vom Sammelbehälter 18 und der Pumpe 42 abgesperrt sind Hierdurch ist ein erster Betriebszustand möglich, in dem die untere Einlaßöffnung des Hydraulikzylinders 36 an die Pumpe 42 und die obere Einlaßöffnung des Hydraulikzylinders an den Sammelbehälter 18 angeschlossen ist während beim zweiten Betriebszustand die untere Einlaßöffnung des Hydraulikzylinders an den Sammelbehälter 18 und die obere Einlaßöffnung des Hydraulikzlinders an die Pumpe 42 angeschlossen ist.

Um beispielsweise den Hydraulikzylinder 36 in eine Schwimmstellung zu bringen, in der die obere und untere Einlaßöffnung des Hydraulikzylinders gleichzeitig an den Sammelbehälter 18 angeschlossen ist, weisen die rechte und linke Vcntilcinhcit ein Stellglied in der Verschlußkappe 16 auf. Da beide Stellglieder gleich sind, ist lediglich ein Stellglied der rechten Vcntilcinhcil H dargestellt und beschrieben. Das rechte Stellglied weist einen verschiebbaren Kolben 114 auf, der in der ίο Verschlußkappe 16 vorgesehen ist und sich axial zum Stößel 58 erstreckt und gegen seine Oberfläche anliegt. Befindet sich die rechte Ventileinheit in einer Neutralstellung, so wird ein Druckanstieg im Raum 116 oberhalb des Kolbens 114 eine Abwärtsverstellung des Kolbens und somit eine Abwärtsverstellung des Stößels 58 bewirken. Diese Verstellung hat keine Auswirkung auf den Ventilteller 60, der auf seinem Ventilsitz verharrt. Jedoch wird durch die Verstellung des Ventilstößels der Ventilteller 84 über den Sichcrungsring 92 vom Ventilsitz abgehoben und verbindet auf diese Weise die obere Anschlußbohrung des Hydraulikzylinders 36 mit dem Sammelbehälter 18. Eine ähnliche Betätigung erfolgt auch an der linken Ventileinheit, so daß dadurch die untere Anschlußbohrung des Hydraulikzylinders 36 ebenfalls an den Sammelbehälter 18 angeschlossen wird.

In Fig. 2 ist eine elektrisch betätigbare Stellvorrichtung dargestellt, bei der an Stelle der mechanischen Steuerung der Steuerwelle 106 eine elektrische Steuerung erfolgt. Es wird darauf hingewiesen, daß die bereits in F i g. 1 beschriebenen Teile mit den in F i g. 2 bescnriebenen Teile übereinstimmen und daß die in Fig. 2 dargestellten Teile die gleichen Bezugszeichen aufweisen. Das in Fig. 2 dargestellte Ventil weist eine Spule 118 auf, die am oberen Ende eines Ventilslößeis 120 vorgesehen ist. das mit einer Pilotbohrung 122 ausgerüstet ist, die die gleiche Funktion hat wie die Bohrung 94 im Ventilstößel 58. Die Bohrung 122 ist über eine Querbohrung 124 am oberen Ende des Ventilstößels mit dem Sammelbehälter verbunden. Um den Druckmittelfluß an der Querbohrung 124 zu steuern, weist ein Kolben 126 die Spule 118 auf, die mittels einer Feder 128 nach unten gezogen wird. Die Spule 128 wirkt über den Kolben auf einen Kolbenstift, der dadurch auf einen Ventilsitz 132 oberhalb der Querbohrung 124 in der Bohrung 122 gedrückt wird. Ein hydraulisch betätigbarer Kolben 134 befindet sich in der Verschlußkappe 16 und verläuft axial zum Ventilstößel 120. Der Kolben 134 weist am unteren Ende eine SatteHaufbohrung 136 auf, die zur Aufnahme des oberen Endes der Spule 118 dient.

Bei Erregung der Spule 118 wird der Kolben 126 nach

oben bewegt und Druckmittel in der Bohrung 122

bewirkt ein Anheben des Kolbenstiftes 130. so daß Druckmittel aus der Bohrung 20 abfließen kann, ähnlich

wie in Fig. 1. Wird der Druckraum 138 oberhalb des

Kolbens 134 mit Druck beaufschlagt, so wird der Kolben

nach unten bewegt und bewirkt ebenfalls eine

Verstellung der Spule 118 und des Ventilstößels 120

nach unten, so daß der Hydraulikzylinder 38 auf

Schwimmstellung eingestellt wird. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

ein über diese Vorrichtung gesteuerter, doppelseitig Patentansprüche: beaufschlagbarer Hydraulikzylinder ohne weiteres in eine Schwimmstellung gebracht werden kann, um

1. Schaltventilvorrichtung für die Bewegungsnch- dadurch beispielsweise über den Hydraulikzylinder lung eines Hydromotors in einem hydrostatischen 5 gesteuerte Arbeitswerkzeuge besser den Bodenverhält-Antriebssystem mit zwei gleichen, in die Zu- und nissen anzupassen, insbesondere dann, wenn der Boden Ablaufleitung des Hydromotors einschaltbaren Ven- einen wellenförmigen Verlauf aufweist.

!ilen, die je einen Stößel mit einem ersten und Es ist zwar bereits allgemein bekannt, bei Schaltventi-

zweiten Ventilteller aufweisen, wobei das eine Ventil len Vorkehrungen zu treffen, um eine Schwimmstellung in seiner Offenstellung die eine Seite des Hydromo- to des durch sie gesteuerten Hydromotors zu ermöglichen. tors mit einer Druckquelle und die andere Seite mit jedoch sind hierzu weitere Schaltstellungen ihres dem Ablauf, und - zwecks Rückwärtsbewegung des Ventilkörpers nötig, bzw. es müssen zusätzliche Ventile Hydromotors - das andere Ventil bei Offenstellung in Verbindungsleitungen zwischen den beiden Seiten die erste Seite des Hydromotors mit dem Ablauf und des Hydromotors geöffnet werden. Bei diesen Ventilen seine zweite Seite mit dem Z-Uauf verbindet, wobei 15 wird die Schwimmstellung durch eine zusätzliche eine erste hydraulische Stellvorrichtung die Ventile Schahstellung erreicht. Durch solche Ventile ist es wechselweise öffnet und dabei einen die Ventilteller außerdem nicht möglich, die Bodenbearbeitungswerk- in Geschlossenstellung haltenden, von der Zulaufsei- zeuge so zu steuern, daß sie auch einer Bodenoberfläche te abgeleiteten Sperrdruck hinter dem zulaufseitigen mit wellenförmigem Verlauf folgen können. Ventilteller absenkt und dessen öffnung unter 20 Die Aufgabe wird bei einer Schaltvorrichtung der Wirkung des Zulaufdruckes sowie die öffnung des eingangs genannten Gattung durch die im Kennzeichen ablaufseitigen Ventiltellers durch den Stößel er- des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst, zwingt, dadurch gekennzeichnet, daß der Bei Mehrwegeventilen ist es bereits bekannt, die

zulaufseitige Ventilteller (60) jedes Ventils (12) auf Ventilteller auf den Ventilstößeln in einer Richtung dem Stößel (58) in einer Richtung verschiebbar, 25 verschiebbar anzuordnen. Diese Ventilteller haben jedoch in Öffnungsrichtung durch eine Arretiervor- lediglich die Funktion, bei einem bestimmten Druckzurichtung (Anschlag 62) festgelegt angeordnet ist und stand den einen Druckraum vor dem Ventilteller mit eine zweite Stellvorrichtung (Kolben 114 bzw. 134) dem Druckraum hinter dem Ventilteller zu verbinden, eine gleichzeitige Verschiebung beider Ventilstößel Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise

(58) bewirkt und nut die beiden ablaufseitigen 30 erreicht, daß der Hydraulikzylinder mittels der Steuer-Ventilteller (84) über die Stößel (58) öffnet, während vorrichtung auf Schwimmstellung eingestellt werden die zulaufseitigen Ventilteller (60) unter der Wirkung kann, so daß beispielsweise die über den Hydraulikzylindes Sperrdrucks geschlossen bleiben. der steuerbaren Planiereinheiten der Bodenoberllache

2. Vorrichtung nach Anspruch !.dadurch gekenn- folgen können, auch wenn diese einen wellenförmigen zeichnet, daß die zweite Stellvorrichtung zwei 35 Verlauf hat. Hierzu ist es vcrteilhaft. daß die /weite Kolben (114) aufweist, die in Wirkverbindung mit Stellvorrichtung zwei Kolben aufweist, die in Wirkverden Stößeln (58) der beiden Vcntheinheiten (19) bindung mit den Stößeln der beiden Ventileinheiter stehen. stehen und bei Betätigung eine gleichzeitige Verstellung

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch beider Stößel bewirken. Ferner ist es vorteilhaft, daß der gekennzeichnet, daß der Kolben (134) der zweiten 40 Kolben der zweiten Stellvorrichtung endseitig am Stellvorrichtung endseitig am Stößel (58) ange- Stößel angeschlossen ist und eine elektrische Schal (vor schlossen ist. der eine elektrische Schalteinrichtung richtung trägt. Durch die vorteilhafte Anordnung der (118) trägt, die einen im Stößel (58) vorgesehenen Anschläge ist es möglich, beide Ventilteller gleichzeitig Kolbenstift (130) schaltet, der in einer Endstellung zu öffnen bzw. lediglich einen zu öffnen. Durch die eine Druckmittelverbindung zwischen einer zentra- 4$ Kupplung der beiden Ventile mit dem Hydromotor wird len Stößelbohrung (94) und einem Sammelbehälter dann bei öffnung des oberen Ventilteller jede der (18) herstellt, und hierdurch den Sperrdruck hinter beiden Seiten des Hydromotors gelüftet, so daß dem zulaufseitigen Ventilteller (60) absenkt (Offen- hierdurch eine Schwimmstellung eingestellt werden stellung für beide Ventilteller 60,84). kann. Die letzteren und weiteren Merkmale der

50 Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 und 3.

Anhand der Zeichnung sind zwei Ausführungsbe ,spiele einer hydraulischen Steuervorrichtung nach der Erfindung erläutert. Es zeigt

Es sind Schaltvorrichtungcn der im Oberbegriff des F i g. I einen Teilschnitt durch den rechten Teil einer

Anspruches 1 aufgeführten Gattung aus der US-PS 55 Ventileinheit der Steuervorrichtung, 87 640 bekannt. Der meist als doppelseitig beauf- F1 g. 2 eine elektrische Betätigungsvorrichtung zur

Schlagbarer Hydraulikzylinder ausgebildete Hydromo- Steuerung eines in einem Ventilstößel der Ventilcinheit tor wird durch die beiden Ventile gesteuert. Eine solche vorgesehenen Steuerkolbens.

Anlage wird insbesondere bei Bodenbearbeitungsgerä- In der Zeichnung ist mit 10 eine hydraulische

ten verwendet, um sie in einer bestimmten Stellung 60 Schaltventilvorrichtung gekennzeichnet, die zwei Ventifestzustellen, wenn die Bodenbearbeitungswerkzeuge Ie 12 aufweist, wobei jedoch in der Zeichnung lediglich Kontakt mit dem Boden haben. In manchen Fällen ist es das rechte Ventil dargestellt ist. Das Ventil 12 weist ein jedoch wünschenswert, daß die Bodenbearbeitungs- Gehäuse 14 auf, das mit einer abnehmbaren Verschlußwerkzeuge auch Bodenoberflächen folgen können, die kappe 16 ausgerüstet ist. Das Gehäuse 14 und die einen wellenförmigen Verlauf haben. Mit der bekannten 65 Verschlußkappe 16 bilden einen Raum, der als Vorrichtung ist eine derartige Regelung nicht möglich. Sammelbehälter 18 dient. Unterhalb des Sammelbehäl-

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ters 18 erstreckt sich in vertikaler Richtung durch das besteht darin, die Schaltvorrichtung so auszubilden, daß Gehäuse eine rechte und linke Ventileinheit, wobei in