-
4/2-Wege-Ventil mit Umsteuerschieber
-
Die Erfindung betrifft ein 4/2-Wege-Ventil mit einem beidseitig durch
ein Druckmedium beaufschlagbaren Umsteuerschieber.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Umsteuerventil zu schaffen,
mit welchem eine rasche und sichere Umsteuerung eines Druckmediums von einem Arbeitszylinder
auf einen anderen Arbeitszylinder und umgekehrt erzielbar ist.
-
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem 4/2-Wege-Ventil
gelöst, das durch eine gemeinsame Arbeitsdruckanschlußstelle, die mit beiden vor
den Stirnseiten des Umsteuerschiebers befindlichen Steuerkammern über gesonderte
Steuerkanäle verbunden ist, von denen jeder über ein normalerweise geschlossenes
Aufschlagventil mit einer Entlastungsleitung in Verbindung steht, gekennzeichnet
ist. Die Erfindung ergibt eine kompakte Umsteuervorrichtung, bei welcher durch eine
abwechselnde kurzzeitige Betätigung der beiden Aufschlagventile die stirnseitigen
Druckverhältnisse am Umsteuerschieber so geändert werden, daß der Umsteuerschieber
durch das Druckmedium in seine jeweils andere Stellung verschoben wird. Hierbei
entfällt ein gesonderter Steuerstromkreis. Die Umsteuerung des Schiebers erfolgt
unter der Einwirkung des herrschenden Arbeitsdruckes, der dauernd an beiden Stirnseiten
des Umsteuerschiebers wirksam ist und der nur im Umsteuersteuerzeitpunkt auf einer
Seite des Umsteuerschiebers kurzfristig abgesenkt wird. Die
Umsteuerung
von der einen in die andere Betriebsstellung und umgekehrt des Ventils erfolgt ohne
Überwindung einer Totpunktlage oder eines drucklosen Zwischenbereichs. Ein weiterer
Vorteil der Umsteuervorrichtung gemäß der Erfindung liegt darin, daß die Umsteuerung
weich und ohne Schaltschläge erfolgt. Vorteilhafterweise können hierzu die Steuerkanäle
zwischen den Abzweigungen der Entlastungsleitungen und der Arbeitsdruckanschlußstelle
mindestens eine Drosselstelle aufweisen, deren Durchlaßquerschnitt jeweils kleiner
ist als der Durchlaßquerschnitt der Abzweigung in die Entlastungsleitung.
-
Beim Öffnen des Entlastungsventils erfolgt praktisch nur ein Absenken
des Arbeitsdruckes auf einer Stirnseite des Umsteuerschiebers und keine volle Druckentlastung,
wobei nur geringe Druckmittelmengen aus dem Druckzweig des Druckmediums entweichen
und in eine Entlastungsleitung gelangen. Eine Umsteuerung in die jeweils andere
Arbeitsstellung erfolgt jeweils nur durch eine Betätigung des jeweils anderen Aufschlagventils.
Eine wiederholte Betätigung des gleichen Aufschlagventils bewirkt keine wiederholte
Umsteuerung.
-
Die Kammer des Umsteuerschiebers und die Aufschlagventile können zweckmäßig
symmetrisch zur gemeinsamen Arbeitsdruckanschlußstelle ausgebildet oder angeordnet
sein. Eine besonders rationelle Fertigung der Umsteuervorrichtung läßt sich erreichen,
wenn das 4/2-Wege-Ventil einen zentralen Ventilkörper aufweist, in welchem der Umsteuerschieber,
die stirnseitigen Steuerkammern für den Umsteuerschieber, die Anschlüsse für die
zu steuernden Wege und die Druckanschlußstelle sowie die zu den Steuerkammern führenden
Steuerkanäle angeordnet bzw. ausgebildet sind, und wenn die Aufschlagventile mit
den Entlastungsleitungen in an den Ventilkörper angesetzten Zusatzkörpern angeordnet
bzw. ausgebildet sind.
-
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß als Umsteuerventil
ausgebildeten 4/2-Wege-Ventil anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt einen schematischen Längs schnitt durch die Ventilanordnung,
die einen zentralen Ventilkörper 10 und auf entgegengesetzten Seiten von ihm angeordnete
Zusatzkörper 11 und 12 aufweist. In einer Längsbohrung
des zentralen
Ventilkörpers 10 ist ein Umsteuerschieber 13 angeordnet, der zwischen zwei Arbeitsstellungen
verschiebbar ist. In der in der Zeichnung dargestellten einen Arbeitsstellung bewirkt
der Umsteuerschieber 13 eine Verbindung der Druclranacnlußstelle P mit einem ersten
Arbeitsanschluß A, während die Verbindung eines zweiten Arbeitsanschlusses B mit
einem zugeordneten Abflussanschluß T2 geschaffen ist. Die durch den sgmmetrischen
Aufbau des Umsteuerschiebers 13 und der symmetrischen Anordnung der Anschlußstellen
unschwer erkennbar ist, bewirkt der Umsteuerschieber 13 in seiner anderen Arbeitsstellung
eine Verbindung der Druckanschlußstelle P mit dem Arbeitsanschluß B und eine Entlüftung
des Arbeitsanschlusses A über einen zugeordneten Abflussanschluß T1.
-
An beiden Stirnseiten des Umsteuerschiebers 13 sind Steuerkammern
14 und 15 ausgebildet, und durch Endzapfen 34 und 35 des Steuerschiebers 13 in jeder
Schieberstellung vorhanden. Beide Steuerkammern 14 und 15 sind mit der Druckanschlußstelle
P über Steuerkanäle verbunden, die Jeweils über eine Drosselstelle
16
oder 17, eine gestufte Kammer 18 oder 19 und eine Verbindungsleitung 20 oder 21
in die Steuerkammern 14 oder 15 führen.
-
Die beiden Kammern 18 und 19 sind Aufnahmekammern für eine Schließfeder
22 oder 23 für ein Ventilglied 24 oder 25 von Aufschlagventilen 26 und 27, die über
in den Zusatzkörpern 12 oder 11 gelagerte und aus diesen Zusatzkörpern herausragende
Stößer 28 oder 29 betätigbar sind. Die Ventilglieder 24 oder 25 versperren normalerweise
eine Auslaßöffnung 30 oder 31 in den Zusatzkörpern 11 oder 12, die zu einer Entlastungsleitung
32 oder 33 führt, die in den Anschlußstellen T3 oder T4 endet.
-
Die Wirkungsweise der Umsteuerventilanordnung ist folgende: In der
aus der Zeichnung ersichtlichen einen Arbeitsstellung des 4/2-Wege-Ventils besteht
eine Verbindung der Druckanschlußstelle P mit dem Arbeitsleitungsanschluß A. Außerdem
steht der Arbeitsdruck an beiden
Stirnseiten des Umsteuerschiebers
13 in den Steuerkammern 14 und 15 an. Durch die Endzapfen 34 und 35 des Umsteuerschiebers
13 ergibt sich, daß die wirksame stirnseitige Druckfläche am Umsteuerschieber 13
auf der Anschlagseite kleiner ist. In der Zeichnung wäre also die kleinere Druckfläche
im Bereich der Druckkammer 14 und die etwas größere Druckfläche im Bereich der Steuerkammer
15. Dadurch wird eine Sicherung des Umsteuerschiebers 13 in der dargestellten Arbeitsstellung
erreicht Wird bei dieser Arbeitsstellung der Stößer 29 des Aufschlagventiles 27
beaufschlagt und das Ventilglied 2; gegen die Kraft der Schließfeder 23 von seinem
Ventilsitz abgehoben, wird über die Verbindungsleitung 21 und die Auslassöffnung
31 eine Verbindung zwischen der Steuerkammer 15 und der Entlastungsleitung 33 geschaffen,
was zu einem Druckabbau in der Steuerkammer 15 führt. Dieser Druckabbau wird durch
die Drosselstelle 17 gewährleistet, deren Durchlassquerschnitt kleiner ist als der
Gtuerschnitt der Auslassöffnung 31.
-
Durch den Druckabbau in der Steuerkammer 15 wird der Umsteuerschieber
13 sofort unter dem Einfluss des in der Steuerkammer 14 unverändert herrschenden
Arbeitsdruckes in der Zeichnung nach rechts bis zum Anschlag des Umsteuerschiebers
13 gegen die Anschlagvorsprünge 35 verschoben und damit eine Umsteuerung des Druckmediums
vom Arbeitsanschluß A auf den Arbeitsanschluß 3 bewirkt. Es genügt also eine kurzzeitige
Betätigung des Stoßes 29, um die Umsteuerung des Schiebers zu bewerkstelligen.
-
Ein erneutes Betätigen des Aufschlagventiles 27 hat keine weitere
wirkung auf den Umsteuerschieber 13.
-
Er verbleibt in der neuen Arbeitsstellung, bis das andere Aufschlagventil
26 über den Stößer 28 betätige wird. Dann erfolgt in gleicher Weise durch die Verbindung
der Steuerkammer 14 mit der Entlastungsleitung 32 ein Umsteuern des Schiebers 13
in die aus der Zeichnung ersichtliche Artbeitsstellung.
-
Den Drosselstellen 16 und 17 kann eine weitere Drosselstelle, die
zwischen dem Außenrand des
scheibenförmigen Ventilgliedes 24 oder
25 der Aufschlagventile 26 oder 27 und der benachbarten Wandung der Kammern 18 oder
19 gebildet sein kann, nachgeschaltet sein. Durch die Drosselstellen wird auch verhindert,
daß beim Betätigen der Aufschlagventile 26 und 27 ein merklicher Abfall des Arbeitsdruckes
durch Abströmen von Druckmedium über die Steuerleitungen in die Entlastungsleitungen
32 oder 33 auftreten kann.
-
L e e r s e i t e