DE2840831A1 - Elektrohydraulisches wegeventil - Google Patents
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Description
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R. · . ' ■
6.9.1978 My/Kö
6.9.1978 My/Kö
Die Erfindung geht aus von einem elektrohy-draulischen Wegeventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist
schon ein derartiges Wegeventil bekannt (Zeitschrift Ölhydraulik und Pneumatik, Jahrgang 22, 1978, Nr. 3,
Seite 116), bei dem der Steuerschieber des als Vorsteuerventil verwendbaren Wegeventils von zwei, auf
einander gegenüberliegenden Stirnseiten angeordneten Proportionalmagneten betätigbar ist und der Steuerschieber
von zwei Federn zentriert wird. Wird dieses Wegeventil zum Vorsteuern eines 4/3-Wegeventils als
Hauptsteuerstufe verwendet, so wird bei Stromausfall
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R·
oder defekter Ansteuer-Elektronik der Steuerschieber
zwar in Mittelstellung zentriert und damit ein an der Hauptsteuerstufe angeschlossener Arbeitszylinder hydraulisch
blockiert j um somit Fehlfunktionen einer Maschine zu verhindern. Nachteilig bei dieser Lösung
ist, daß diese Sicherheit nur mit zwei Proportionalmagneten sowie mit justierbaren Federn erreichbar
ist, somit der Bauaufwand relativ groß ist.
Das erfindungsgemäße Wegeventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den
Vorteil, daß es ein gleiches Maß an Sicherheit mit wesentlich verringertem Bauaufwand erreicht. Anstelle
von bisher zwei Proportionalmagneten wird nur noch ein einziger benötigt. Ferner genügt eine einzige,
den Vorsteuerschieber belastende Feder, die zudem nicht mehr in diesem Maße justierbar sein muß. Zudem
lassen sich bereits vorhandene Bauelemente für den Erfindungsgegenstand verwenden bzw. vorhandene
Wegeventile leicht entsprechend abändern. Bei Stromausfall oder defekter Ansteuer-Elektronik drückt die
Feder das Steuerglied der Vorsteuerstufe in seine vierte Schaltstellung, wobei es beide Druckkammern der Hauptsteuerstufe
miteinander verbindet. Der druckausgeglichene Steuerschieber der Hauptsteuerstufe wird von den Federn
in seiner Neutralstellung zentriert und blockiert die Verbraucheranschlüsse, so daß Fe 1IIfunktionen vermieden
werden.
— "5 ~
0300U/012S
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen
des im Hauptanspruch angegebenen Wegeventils möglich. Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung gemäß
Anspruch 2, wodurch das Wegeventil ein besonders hohes Maß an Sicherheit erreicht. Durch das Absperren des Zulaufkanals
in der vierten Schaltstellung wird ein schneller Druckausgleich zwischen den Druckkammern erreicht
j so daß der Steuerschieber schnell in seine Neutralstellung zurückgeführt werden kann. Ferner kann
in der vierten Stellung kein Steuerölstrom zum Tank abfließen und damit einen unnötigen Energieverlust bewirken.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein elektrohydraulisches Wegeventil in vereinfachter
Darstellung und Figur 2 einen Schaltplan des Wegeventils nach Figur 1.
Die Figur 1 zeigt ein elektrohydraulisches Wegeventil 1O3 das eine Hauptsteuerstufe 11 und eine Vorsteuerstufe
12 aufweist. Die Hauptsteuerstufe 11 hat in einem Gehäuse 13 einen Steuerschieber Ik3 der in der gezeich-
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X-
R.
neten Neutralstellung einen ersten (15) und zweiten Verbraucheranschluß
16 hydraulisch blockiert und diese somit von einem Pumpenanschluß 17 und von zwei außenliegenden
Rücklaufkammern 18, 19 trennt. Der Steuerschieber 14 grenzt stirnseitig an eine erste (21) und zweite
Druckkammer 22, die jeweils eine Feder 23 bzw. 24 mit Federteller aufnehmen,■ um den Steuerschieber 14 in
der Neutralstellung zu zentrieren. Die Stellung des Steuerschiebers 14 wird über einen induktiv arbeitenden
Wegaufnehmer 25 abgegriffen und an einen elektronischen Regler 26 gegeben.
Die Vorsteuerstufe 12 hat in einem Gehäuse 27 eine Schieberbohrung 28, in der als Steuerglied ein Vorsteuerschieber
29 geführt ist. Die Schieberbohrung 23 durchdringt zwei miteinander verbundene Ablaufkammern
31, 32, zwischen denen in üblicher Bauweise eine erste Steuerkammer 33, eine Zulaufkammer 34 und eine zweite
Steuerkammer 35 angeordnet sind. Die Zulaufkammer 34 steht über einen Zulaufkanal 36 mit dem Pumpenanschluß
17 in Verbindung. Von der ersten Steuerkammer 33 führt ein erster Steuerkanal 37 zur ersten Druckkammer 21.
Entsprechend verbindet ein zweiter Steuerkanal 38 die
zweite Steuerkammer 35 mit der zweiten Druckkammer 22. Die Ablaufkammern 31, 32 haben Über eine Ablaufleitung
39 mit einem zusätzlichen Rücklaufanschluß 4l für das
Steueröl Verbindung. Der Vorsteuerschieber 29 weist einen ersten Kolbenabschnitt 42 und einen zweiten Kolbenabschnitt
43 auf, an denen jeweils an beiden Enden die Steuerkerben 44 angeordnet sind. Nach außen hin
liegen am Steuerschieber 29 ein dritter Kolbenabschnitt 45 und ein vierter Kolbenabschnitt 46. Zwischen dem
030014/012$
ersten und zweiten Kolbenabschnitt 42 bzw. 43 und näher
zu ersterem hin liegt ein fünfter Kolbenabschnitt 47.
Auf den "Vorsteuerschieber 29 wirkt auf der Stirnseite des vierten Kolbenabschnitts 46 eine Feder 48 ein. Auf
der gegenüberliegenden Stirnseite des Vorsteuerschiebers 29 wirkt ein Anker 49 über einen Stößel 51 ein,
welche Teile zu einem Proportionalmagnet 52 gehören. Die Stellung des Vorsteuerschiebers 29 wird von einem
induktiv arbeitenden, zweiten Wegaufnehmer 53 abgegriffen und an den elektronischen Regler 26 gemeldet. Der
Proportionalmagnet 53 ist mit dem Ausgang 54 des Reglers 26 verbunden, an dessen Eingang 55 der Sollwert
vorgegeben wird. Der Vorsteuerschieber 29 weist an seinem ersten Kolbenabschnitt 42 an seinem Außenumfang eine
axial verlaufende Entlastungsnut 56 auf. Sie ist geringfügig
langer als die Dicke der Wand des Gehäuses 27 zwischen der ersten Ablaufkammer 31 und der ersten Steuerkammer
33· Zudem liegen die Enden dieser Entlastungsnut
56 im Abstand vom Ende des ersten Kolbenabschnitts 42 und im Abstand von der Steuerkerbe 44 desselben Kolbenabschnitts
, die zum fünften Kolbenabschnitt 47 hin gewandt ist. Wie Figur 2 deutlicher zeigt, kann der Vorsteuerschieber
29 vier Schaltstellungen einnehmen.
Bei stromlosem Proportionalmagnet 52 drückt die Feder 48 den Vorsteuerschieber 29 in die gezeigte vierte
Schaltstellung 57- Aus dieser vierten Schaltstellung
57 heraus kann der Proportionalmagnet 52 den Vorsteuerschieber 29 in eine erste Arbeitsstellung 58,
danach eine Null-Stellung 59 und weiter in eine zweite Arbeitstellung 62 bringen. In der vierten Schaltstellung,
wie sie auch in Figur 1 dargestellt ist, verbindet die Entlastungsnut 56 die erste Steuerkammer 33 mit
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R. ■ ■
der ersten Ablaufkammer 31, die mit der zweiten Ablaufkammer
32 Verbindung hat, welche über die rechte Steuerkerbe 44 am zweiten Kolbenabschnitt 43 mit der zweiten
Steuerkammer 35 Verbindung hat. Gleichzeitig ist die Zulaufkammer 34 durch den fünften Kolbenabschnitt 44 und
den zweiten Kolbenabschnitt 43 blockiert.
Die Wirkungsweise des Wegeventils 10 ist wie folgt, wobei die grundsätzliche Punktion des elektrohydraulischen
Wegeventils 10 als bekannt vorausgesetzt wird. Es sei nur kurz erwähnt, daß mit dem Wegeventil 10 der ölstrom
vom Pumpenanschluß 17 zu einem der Verbraucheranschlüsse 15 bzw. 16 proportional zu dem am Eingang 55 des elektronischen
Reglers 26 vorgegebenen Sollwert gesteuert wird, wobei der vom Proportionalmagnet 42 gegen die
Kraft der Feder 48 ausgelenkte Vorsteuerschieber 29 den Steuerschieber 14 vorsteuert. Im normalen Betriebszustand
bei eingeschalteter elektrischer und hydraulischer Anlage wird der Vorsteuerschieber 29 vom Proportionalmagneten
52 in seiner Null-Stellung 59 gehalten. In dieser Stellung werden die erste und zweite
Druckkammer 21 bzw. 22 hydraulisch blockiert, so daß der Steuerschieber 14 in seiner jeweiligen Lage festgehalten
wird. Abhängig von Richtung und Größe des am Eingang 55 vorgegebenen Sollwerts kann der Steuerschieber
l4 in beiden Richtungen ausgelenkt werden, wobei der Vorsteuerschieber 29 vom Proportionalmagneten
52 wahlweise in seine erste oder zweite Arbeitsstellung
58 bzw. 61 gebracht wird.
Fällt nun der Strom aus oder ist die Elektronik im Regler
26 defekt, wobei der Proportionalmagnet 52 strom-
— 7 —
030014/0126
7 -
los wird, so drückt die Feder 48 den Vorsteuerschieber
29 nach links in seine vierte Schaltstellung 57· Dabei wird die Zulaufkammer 34 durch den fünften Kolbenabschnitt
57 von der ersten Steuerkammer 33 und durch den zweiten Kolbenabschnitt 44 von der zweiten Steuerkammer 35 getrennt. Gleichzeitig wird die erste Druckkammer
21 über den Steuerkanal 37, die Entlastungsnut 56,
die erste und zweite Ablaufkammer 31 bzw. 32 sowie die
rechte Steuerkerbe 44 am zweiten Kolbenabschnitt 43,
die zweite Steuerkammer 35 und den zweiten Steuerkanal· 38 mit der zweiten Druckkammer 22 verbunden. Damit ist
der Steuerschieber 14 druckausgegiichen und wird von
den Federn 23, 24 sehr schneil in seiner Neutralstel·-
lting zentriert. Ein an den Verbraucheranschlussen 15
und l6 angeschlossener Arbeitszyiinder ist damit hydrauiisch
blockiert und kann keine Fehlfunktion mehr ausüben. Durch das Absperren des Steueröldrucks in
der Zulaufkammer 34 und das gleichzeitige Entlasten der Druckkammern 2I3 22 zum Rücklauf 41 wird erreicht,
daß die Federn 233 24 den Steuerschieber 14 sehr
schnell in seine Neutralstellung zurückstellen können. Zudem führen diese Druckmitteiverbindungen in der
vierten Schaltstellung 57 sowie der Umstand;, daß die
Feder 48 den Vorsteuerschieber 29 in dieser Schaltstellung hält, zu einer doppeiten Absicherung. Darüber
hinaus wird durch das Absperren der Zulaufkammer 34 erreicht, daß kein Steuerölstrom zum Rücklauf abströmen
kann und damit Energieverluste auftreten können.
Selbstverständlich sind Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So kann anstelle
der in Figur 1 gezeigten Entlastungsnut 56 auch ein
- 8 030014/012«
4A
R.
anderes Steuermittel verwendet werden, um die gewünschte Druckmittelverbindung zu schaffen. Auch weitere Änderungen
sind möglich, ohne des wesentlichen "Vorteils des Erfindungsgegenstandes verlustig zu gehen, bei dem mit
einem von einem einzigen Proportionalmagnet betätigten 4/4-Vorsteuerventil ein 4/3-Hauptventil so vorgesteuert
wird, daß bei geringem Aufwand ein hohes Maß an Sicherheit erreicht wird.
O300U/01 26
Claims (5)
- R. *ι C
6.9-1978 My/Ko"7ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1AnsprücheIlJ Elektrohydraulisches Wegeventil mit einer Vorsteuerstufe und einer Hauptsteuerstufes deren Steuerschieber von Federn in einer Neutralstellung zentriert und nach beiden Seiten hin auslenkbar ist, wozu der Steuerschieber an Druckkammern grenzt, von denen jeweils ein Steuerkanal zu den Steuerkammerη der Vorsteuerstufe führt, deren Steuerglied aus einer Null-Stellung nach beiden Seiten hin auslenkbar ist in eine erste oder zweite Arbeits-• stellung, in denen jeweils eine der Druckkammern mit Drucköl beaufschlagt und die andere Druckkammer zum Rücklauf entlastet wird und auf welches Steuerglied ein Proportionalmagnet und eine Feder einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuerstufe (12) einen einzigen Proportionalmagnet (52) und eine diesem entgegenwirkende Feder (48) aufweist und daß das Steuerglied (29) von der Feder (48) in eine vierte Schaltstellung (57) bringbar ist, in der die beiden Steuerkammern (33, 35) miteinander Verbindung haben.0300U/0126ORIGINAL INSPECTED- 2 - R. ■· - 2. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (29) in der vierten Schaltstellung (57) den Zulaufkanal (36) von den Steuerkammerη (333 35) trennt.
- 3. Wegeventil nach Anspruch 1 oder 2, ,dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (29) in der vierten Schaltstellung (57) die Steuerkammern (333 35) zugleich mit einem Rücklauf-Anschluß (4l) verbinden.
- 4. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 33 bei dem das Steuerglied in der Vorsteuerstufe zum Steuern der Verbindungen zwischen fünf Kammern einen ersten bis vierten Kolbenabschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (29) zwischen den mit den Steuerkerben versehenen, ersten (42) und zweiten Kolbenabschnitten (43) einen fünften Kolbenabschnitt (47) aufweist und am ersten Kolbenabschnitt (42) eine Entlastungsnut (56) angeordnet ist.
- 5. Wegeventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der axial verlaufenden Entlastungsnut (56) größer ist als die Wanddicke des Gehäuses (27) zwischen der ersten Ablaufkammer (31) und der ersten Steuerkammer (33) und daß sie im Abstand von der zum fünften Kolben-0300U/0126 " 3 "284083tabschnitt (47) hin gewandten Steuerkerbe (44) und im Abstand von dem dem dritten Kolbenabschnitt (45) zugewandten Ende des ersten Kolbenabschnitts (42) endet.G300U/Q128
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8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) |