DE2557235B2

DE2557235B2 - Schieberkolben für hydraulische Mehrwegeventile

Info

Publication number: DE2557235B2
Application number: DE2557235A
Authority: DE
Inventors: Claus 4355 Waltrop Bertram
Original assignee: O&K Orenstein and Koppel GmbH
Current assignee: Fischer Gerhard 7774 Deggenhausertal De
Priority date: 1975-12-19
Filing date: 1975-12-19
Publication date: 1978-08-31
Also published as: CA1057621A; DE2557235A1; CH600215A5; FR2335716A1; FR2335716B1; DE2557235C3; JPS5278123A; GB1519423A; IT1120851B; SE7613061L; US4126155A

Description

23 und von dort über die Leitung 42 in ein zweites, nicht betätigtes, parallel geschaltetes Mehrwegeventil 24 gelangt und von hier aus über die Leitung 43 in den Tank 25 abfließt. Das von der Pumpe 21 geförderte Druckmittel fließt über die Leitung 44 in das in der Neutralstellung befindliche Mehrwegeventil 24, von dort über die Leitung 45 in den Oberleitungskanal 26 und von hier aus über die Ringnut 19a in den Austrittskanal 27, der über die Leitung 46 mit dem Tank 25 verbunden ist In dieser Neutralstellung sperren die Kolbenabschnitte 204 20c und 20b die Verbraucherkanäle 13 uiid 14 und den Zulaufkanal 16 gegen die zugehörigen Rückflußkanäle 17 und 18 ab.

Die dargestellte Ausführungsform des Schieberkolbens 12 ermöglicht eine Doppelbeaufschlagung der Hydromotoren 13 oder 28, wenn einer der beiden Schieberkolben, z. B. der Schieberkolben 12 betätigt wird, indem das von der Pumpe 29 geförderte Druckmittel über die Leitung 41 in die abgezweigte Leitung 47 strömt und von hier über das Rückschlagventil 31 in den Zulaufkanal 16 gelangt, während das von der Pumpe 21 geförderte Druckmittel über die Leitungen 44 und 45 in den Überleitungskanal 26 fließt und dann durch die Leitung 48 über das Rückschlagventil 30 ebenfalls in den Zulaufkanal 16 strömt Von dort fließt das Druckmittel beider Pumpen je nach Schaltstellung über die Ringnut 19c bzw. 196 dem Hydromotor 15 zu.

An den Enden der Kolbenabschnitte 20,20a, 206,20c und 20t/ sind Feinsteuernuten 32 angeordnet, die einander radial um 180° versetzt gegenüberliegen. Jede Feinsteuernut 32 in Form eines U-Schlitzes mit halbkreisförmiger Krümmung 35 hat auf ihrer Stirnwand symmetrisch zum Scheitelpunkt der Krümmung 35 eine konkave Ausnehmung 36. Außerdem ist die Ausnehmung 36 mit einer schwalbenschwanzförmigen Einfräsung 33 versehen, die sich in die Seitenwände der Feinsteuernut fortsetzt In diese Einfräsung 33 ist der einen radial verlaufenden Strömungsweg belassende Strömungskörper 37 mittels der mit ihm aus einem Stück bestehenden, am Umfang angeordneten Stege 37a eingesetzt

Die Sicherung des Strömungskörpers 37 gegen axiale Verschiebung erfolgt durch Punktschweißen auf der Stirnfläche jedes Kolbenabschnitts an der Stelle, wo der Strömungskörper in die Einfräsungen eingreift Diese Sicherung kann auch auf andere Weise erfolgen, z. B. durch Löten. Auf der dem Scheitelpunkt der Feinsteuernut 32 zugewandten Seite ist der Strömungskörper 37 mit einer Schrägfläche 376 versehen, die mit ihrer der Feinsteuernut 32 zugewandten Kante 37c und der Ausnehmung 36 eine in die Mantelfläche des Kolbenabschnitts sich öffnende Düse bildet, mittels der der von dem Schieberkolben 12 in das Gehäuse 10 austretende Druckmittelstrom eine Richtwirkung bzw. Umlenkung erhält Dabei handelt es sich gemäß F i g. 2 um die vom Hydromotor 15 zum Tank 25 erfolgende Ablaufströmung.

Die Kante 37c, an der die Strömung in die Düse tritt, ist zur halbkreisförmigen Krümmung 35 des U-förmigen Schlitzes der Feinsteuernut (in Richtung der Längsachse des Schieberkolbens gesehen) exzentrisch angeordnet

Auf seinem Weg zum Hydromotor durchströmt das Druckmittel andere Feinsteuernuten 32 umgekehrt zu der in F i g. 2 durch Pfeile dargestellten Richtung. Diese umgekehrte Strömungsrichtung ist für die Erfindung belanglos. Die gemäß F i g. 1 auf der Zulaufseite zum Hydromotor 15 vorgesehenen Feinsteuernuten erfüllen im wesentlichen den Zweck, daß sich Zulauf- und Ablaufströmung mengenmäßig entsprechen.

Die Befestigung und Sicherung des Strömungskörpers kann auch auf andere Weise erfolgen als beim ausgeführten Beispiel.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Schieberkolben für hydraulische Mehrwegeventile zur Steuerung des Druckmittels für Hydromotoren, mit durch Ringnuten voneinander getrennten, an ihren Stirnseiten mit einander gegenüberliegenden Feinsteuernuten versehenen Kolbenabschnitten, wobei Ringnuten und Feinsteuernuten die im Steuergehäuse angeordneten Anschlußkanäle für das von Ringnut zur Feinsteuernut strömende Druckmittel miteinander verbinden und in jeder Feinsteuernut ein einen radial verlaufenden Strömungsweg belassender Strömungskörper fest angebracht ist und wobei sich ferner jede Feinsteuernut rechteckig zur Stirnseite des Kolbenabschnitts in die benachbarte Ringnut öffnet und die der Wandung der Bohrung für den Schieberkolben zugewandte Umfangsfläche des Strömungskörpers und die Mantelfläche des Kolbenabschnitts auf ein und demselben Durchmesser liegen sowie gleiche Krümmung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Feinsteuernuten (32) in Form eines U-förmigen Schlitzes zur Mantelfläche des Schieberkolbens (12) öffnen, daß symmetrisch zum Scheitelpunkt der halbkreisförmig ausgebildeten Krümmung des U-förmigen Schlitzes die Stirnwand der Feinsteuemut (32) mit einer konkaven Ausnehmung (36) versehen ist, die eine in die Seitenwände der Feinsteuemut sich fortsetzende schwalbenschwanzförmige Einfräsung (3*) zur Befestigung des den radial verlaufenden Strömüngsweg belassenden Strömungskörpers (37) mittels Stegen (37a) aufweist, und daß der Strömungskörper (37) mit einer auf die Stirnwand der Feinsteuemut (32) zugerichteten, eine in die Mantelfläche des Kolbenabschnitts sich öffnende Düse zwischen sich und der konkaven Ausnehmung (36) der Feinsteuemut bildenden Schrägfläche (37Z>) versehen ist, deren mit Bezug auf die Strömungsrichtung gesehene Eintrittskante (37c) in Richtung des Schieberkolbens (12) exzentrisch zur halbkreisförmigen Krümmung des U-förmigen Schlitzes der Feinsteuemut (32) angeordnet ist

Die Erfindung betrifft einen Schieberkolben für hydraulische Mehrwegeventile von der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art.

Bei einer bekannten Ausführung (DE-OS 22 48 891) sind am Ende eines Kolbenabschnitts neben einer Ringnut Drosselkerben vorgesehen, die nach außen zur Mantelfläche des Schieberkolbens und auch stimseitig axial zur Ringnut geöffnet sind. Auf der Bodenfläche der Kerbe ist ein als Strömungskörper dienender, eine Drosselstrecke bildender Zapfen befestigt, der mit gleichförmigem, konzentrischem Abstand gegenüber den Seitenwänden der Kerbe nach außen zeigt Dabei ist der Strömungskörper zur Kolbenstangenachse geneigt. Bei dieser Lösung wird der erstrebte Zweck, die Axialkomponente klein zu halten, erreicht, solange die Kantenöffnung klein ist. Bei größerer Kantenöffnung, d. h. bei größerem Verschiebeweg des Kolbens vermindert sich die Wirksamkeit des Zapfens als Strömungskörper, weil die Richtwirkung von der Größe der Drosselöffnung abhängt Hinzu kommt ein relativ großer Einfluß der Viskosität infolge der Flüssigkeitsreibung, der bei der vorliegenden Wegdrossel größer ist als bei einer Düse, so daß eine möglichst optimale Ausbildung des Abstandes zwischen dem Zapfen und der Nut für sich ändernde Betriebsbedingungen nicht möglich ist Somit kann eine befriedigende Herabsetzung der Reaktionskräfte über den Kolbenweg im gesamten Feinsteuerbereich nicht erreicht werden. Der Nachteil der bekannten Anordnung fällt um so mehr ins

ία Gewicht, je größer der ölstrom und die damit verbundenen größeren Abmessungen des Schieberkolbens sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das hydraulische Mehrwegeventil der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß es auch bei unter hohem Druck stehenden Druckmittel und bei großen Druckmittelmengen über den gesamten Verschiebeweg mit einem möglichst kleinen Kraftaufwand zu betätigen ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst

Der Vorteil der durch die erfindungsgemäße Ausbildung erreichten, im Vergleich zu Bekanntem weiterge- henden Verringerung der Axialkräfte auch bei größeren Schieberwegen ergibt sich aus der besser vorzunehmenden Abstimmung der Austrittsbereiche der Feinsteuernut; denn durch die in diesem Bereich mittels des Strömungskörpers gebildete Düse, in der im wesentli chen die alleinige Energieumsetzung stattfindet, bleibt das Gleichgewicht der axialen Kräfte erhalten bzw. es ist weitgehend ungestört

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß man im Vergleich zur bekannten Ausführung mit einem Zapfen als Strömungskörper einen größeren Freiheitsgrad hat durch die Wahl der Austrittsrichtung der Düse gegebenenfalls noch vorhandene axiale Störkräfte zu kompensieren.

in den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der

Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein hydraulisches Mehrwegeventil mit dem erfindungsgemäßen Schieberkolben in Neutralstellung, F i g. 2 einen Längsschnitt durch den Strömungskör per mit Teilschnitt des Schieberkolbens in Drosselstel lung,

Fig.3 eine Draufsicht auf die Feinsteuemut mit eingesetztem Strömungskörper und F i g. 4 eine Vorderansicht des Strömungskörpers mit

Teilschnitt des Schieberkolbens.

Das Gehäuse 10 eines Mehrwegeventils zur Steuerung von hydraulischem Druckmittel enthält die Bohrung 11, in der der Schieberkolben 12 aus der dargestellten Neutralstellung in die Arbeitsstellung durch Betätigung von außen axial derart verschoben wird, daß je nach Schieberstellung einer der beiden mit einem Hydromotor 15 verbundenen Verbraucherkanäle 13 bzw. 14 über die Leitungen 39 oder 40 mit Druckmittel über den Zulaufkanal 16 versorgt wird, während der jeweils zugehörige andere Kanal 14 bzw. 13 mit dem Rückflußkanal 17 bzw. 18 in Verbindung kommt Auf dem Schieberkolben 12 sind die durch die Ringnuten 19 bis 19c abgeteilten Kolbenabschnitte 20 bis 20c/ angeordnet. In der in F i g. 1 dargestellten arbeitsunwirksamen Stellung besteht freier Umlauf des Druckmittels, indem das von der Pumpe 2Ü geförderte Druckmittel über die Leitung 41 in den Eintrittskanal 22, von dort über die Ringnut 19 in den Überleitungskanal