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Hydraulisch betätigbares Wegeventil
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Die Erfindung betrifft ein hydraulisch betätigbares Wegeventil mit
drei Schaltstellungen, wobei die Mittelstellung federzentriert ist. In. bekannter
Weise greifen die Zentrierfedern für den Steuerkolben an beiden Stirnflächen desselben
an und sind in entsprechenden Kammern von zu beiden Seiten des Gehäuses angeordneten
Gehäusedeckeln untergebracht. Diese bekannte Anordnung der Zentrierfedern erfordert
verhältnismäßig viel Platz und bestimst letztlich die Längserstreckung des hydraulisch
betätigbaren Wegeventils.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein hydraulisch betätigbares
Wegeventil der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Einbaumaße weitgehend
unabhängig von der Ausdehnung der Zentrierfedern sind, so daß eine besonders kompakte
Bauweise für das Wegeventil erzielbar ist.
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Nach der Erfindung wird dies mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruches 1 erreicht.
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Dadurch, daß die Zentrierfedern in Ausnehmungen des Steuerkolbens
angeordnet sind, wird für diese im Deckel kein zusätzlicher Raum kann deshalb benötigt.
Der Deckel/als reiner Abschlußdeckel ausgebildet werden, wobei lediglich dessen
dem Steuerkolben zugekehrte jtirnfläche als Abstützfläche für den Abstützkörper
zu dienen Anschlagbraucht bzw. zur Aufnahme eines anstellbaren/Flächenkörpers entsprechend
den Merkmalen des Unteranspruches 5.
Weitere Ausgestaltungen der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.2 bis 4.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung nachfolgend
beschrieben.
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Die Zeichnung weist eine einzige Abbildung auf, die einen Axialschnitt
durch ein hydraulisch betätigbares Wegeventil zeigt.
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In der Abbildung bezeichnet 1 das Gehäuse und 2, 3 die beiden Abschlußdeckel.4
bezeichnet den Steuerkolben, der in einer zwischen den beiden Abschlußdeckeln 2
und 3 eingespannten Hülse 5 geführt ist. Das Gehäuse 1 weist 3 Anschlußkanäle P,
A und T auf, die in entsprechende umlaufende Steuerkammern 7, 8 und 9 münden. Die
umlaufenden Steuerkammern 7, 8 und 9 stehen über Durchbrechungen 7a, 8a, 9a in der
Führungshülse 5 mit entsprechenden umlaufenden Steuerräumen lo, 11 und 12 in der
Führungshülse in Verbindung. Der Steuerkolben 4 weist im mittleren Bereich eine
umlaufende Ausnehmung 13 auf, die an beiden Seiten von Steuerkanten 4a, 4b begrenzt
ist. Diese Steuerkanten wirken mit den Begrenzungskanten loa, 12a der umlaufenden
Steuerräume lo,l2 der Führungshülse 5 zusammen. In der gezeigten Schaltstellung
stellung des Steuerkolbens 4, die der Mittelschalt/ bzw. der Ausgangs-Begrenzungsschaltstellung
entspricht, werden die / kanten loa, 12a von den Steuerkanten 4a, 4b des Steuerkolbens
überdeckt und damit eine Verbindung des Steuerraumes 11 mit dem Steuerraum lo und
12 unterbunden. Wird der Steuerkolben in die eine oder andere Schaltlage verschoben,
findet entweder eine Verbindung des Steuerraumes 11 mit dem Steuerraum 12 oder eine
Verbindung des
Steuerraumes 11 mit dem Steuerraum lo statt. Der
jeweils andere Steuerraum bleibt während dieser Verbindung abgeschlossen.
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Es handelt sich demnach um ein Wegeventil mit einer 3-Wege-Charakteristik.
Der Steuerkolben weist auf beiden Seiten Ausnehmungen 15 und 16 auf, die Zentrierfedern
17, 18 aufnehmen.
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Die Zentrierfedern stützen sich mit ihrem einen Ende an dem kolbenförmigen
Teilbereich 19, 20 mit eingefrästen Längsnuten 19a, 20a der Abstützkörper 21, 22
ab und mit ihren anderen Enden an Federtellern 23, 24, die mit einer hülsenförmigen
Verlängerung 23a, 24a auf den beiden Endbereichen 25a, 25b einer in einer Axialbohrung
28 des Steuerkolbens-geführten Stange 25 geführt sind. Der Durchmesser der Stange
25 ist im mittleren Bereich mit der axialen Erstreckung a größer als der Durchmesser
der beiden Endbereiche 25a, 25b, die zur Führung der hülsenförmigen Verlängerungen
23a, 24a der Federteller 23, 24 dienen.
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Der damit verbundene Durchmessersprung ergibt eine Anschlagfläche
25c, 25d für die Federteller 23, 24. Da ferner der Abstand b zwischen den beiden
Böden 29, 30 der Ausnehmungen 15, 16 des Steuerkolbens 4 der axialen Erstreckung
a des mittleren Stangenbereiches 25 entspricht und die Federteller sich in den Bodenbereich
dieser Ausnehmungen radial nach außen erstrecken, stützen sich die Böden 29, 30
der Ausnehmungen des Steuerkolbens an den Federtellern mit ab, so daß die Ausgangsschaltstellung
des Steuerkolbens von der axialen Lage der Stange 25 festgelegt ist-, und sich andererseits
die Enden 25a, 25b der Stange 25 an den nach innen gerichteten Stirnflächen 21a,
22a kraftschlüssig abstützen, wird der Steuerkolben 4 über seine radial verlaufenden
Bodenflächen
29, 30 zu den Abstützflächen 25c, 25d der Stange axial'eingestellt,
und zwar unabhängig von gegebenenfalls verschiedenen Vorspannungen der Zentrierfedern
17, 18.
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Die unterschiedliche Vorspannung der Zentrierfedern kann sich auf
die mittlere Einstellung des Steuerkolbens deshalb nicht nachteilig auswirken, weil
die Federteller 23, 24 sich an den Flächen 25c, 25d der Stange 25 anlegen. Die axiale
Lage der Stange wird über die Anschlagkörper 21, 22,an deren nach innen gerichteten
Stirnflächen 21a, 22a sich die Enden 25a, 25b der Stange 25 kraftschlüssig anlegen,
von den anstellbaren Anschlagflächenkörpern 32, 33 in den Gehäusedeckeln 2, 3 in
Verbindung mit den Anstellschrauben 34, 35 festgelegt. Durch die Kontermutter 36,
37 wird die eingestellte Lage der Anschlagflächenkörper gesichert. Die Ausgangs-
bzw.
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Mittelschaltstellung des Steuerkolbens 4 wird über diese Anschlagflächenkörper
32, 33 derart eingestellt, daß die Steuerkanten 4a, 4b des Steuerkolbens mit den
Begrenzungskanten loa, 12a der umlaufenden Steuerräume lo, 12 in der Führungshülse
5 abschließen und damit den Steuerraum 11 von den Steuerräumen lo, 12 trennen.
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Die Zuführung des Steueröls von auf dem Gehäuse 1 befestigten Vorsteuerventilen
40, 41 zu den die Steuerräume bildenden Ausnehmungen 15, 16 des Steuerkolbens 4
erfolgt über Steuerkanäle 42, 43 bzw. 44. 45 im Vorsteuerventilgehäuse 46 und Hauptventilgehäuse
1 sowie über radial verlaufende. Kanäle 48,49 in der Führungshülse 5 und über radial
verlaufende Bohrungen 50, 51 im Steuerkolben 4, wobei zwischen Kanal 43 im Hauptventilgehäuse
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und radial verlaufendem Kanal 48 in der Führungshülse 5 ein umlaufender Verbindungsringraum
55 im Hauptventilgehäuse und dem radial verlaufenden Kanal 48 in der Führungshülse
5 und den Radialbohrungen 50 im Steuerkolben 4 ein umlauf ender Verbindungsringraum
56 eingelassen ist Ebenso ist auf der anderen Seite des Steuerkolbens zwischen Kanal
45 im Hauptventilgehäuse 1 und dem radial verlaufenden Kanal 49 in der Führungshülse
5 ein umlaufender Verbindungsringraum 57 im Hauptventilgehäuse und zwischen dem
radial verlaufenden Kanal 49 in der Führungshülse 5 und den Radialbohrungen 51 im
Steuerkolben 4 ein umlaufender Verbindungsringraum 58 vorgesehen. Der Raum 60 zwischen
Gehäusedeckel 2 und Abstützkörper 21 steht über eine radiale Bohrung 61 in der Führungshülse
5 mit einem umlaufenden Ringraum 62 im Hauptventilgehäuse 1 in Verbindung, der seinerseits
über einen nicht gezeigten Kanal mit dem Tankanschluß verbunden ist.
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Ebenso steht der Raum 63 zwischen Gehäusedeckel 3 und Abstützkörper
22 über eine radiale Bohrung 64 mit dem umlaufenden Ringraum 65 im Hauptventilgehäuse
1 in Verbindung, der seinerseits ebenfalls über einen nicht gezeigten Kanal mit
dem Tankanschluß verbunden ist.
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Zwischen dem Steuerraum lo und dem Verbindungsraum 56 für die'Steuerflüssigkeit
sind zwei mechanische Dichtungen 67 und 68 in entsprechenden Ausnehmungen in der
Führungshülse 5 angeordnet, wobei zwischen den beiden Dichtungen ein umlaufender
Ringraum 69 in der Führungshülse 5 vorgesehen ist, der über eine Radialbohrung 70
und einen umlaufenden Ringraum 71 im Hauptventilgehäuse mit einem Leckölkanal 73
im
Hauptventilgehäuse 1 verbunden ist. Ebenso sind zwischen Steuerraum
12 und Verbindungsraum 58 zwei mechanische Dichtungen 75,76 in entsprechenden Ausnehmungen
in der Führungshülse angeordnet und zwischen diesen Dichtungen ein umlaufender Ringraum
77 in der Führungshülse vorgesehen, der über eine radiale Bohrung 78 und einen umlaufenden
Ringraum 79 mit einem Leckölkanal 80 im Hauptventilgehäuse 1 in Verbindung steht.
Zu beiden Seiten des umlaufendes Ringraumes 71 sind statische Dichtungen 82 und
83 und zu beiden Seiten des umlaufenden Ringraumes 79 sind statische Dichtungen
84 und 85 im Hauptventilgehäuse vorgesehen.
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Durch die Verbindung der Ringräume zwischen den Dichtungspaaren 67,
68 und 75, 76 sowie 82, 83 und 84, 85 mit einem Leckölkanal, wird mit Sicherheit
eine Vermischung der Arbeitsflüssigkeit mit der Steuerflüssigkeit unterbunden und
damit die Möglichkeit geschaffen, für die Steuerflüssigkeit ein anderes Medium als
die Arbeitsflüssigkeit zu verwenden. Beispielsweise, wenn die Arbeitsflüssigkeit
aus Wasser besteht, kann für die Steuerflüssigkeit öl genommen werden.
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Die Abstützkörper 21, 22 sind weitgehend flüssigkeitsdicht in den
Räumen 15, 16 geführt, um den Steuerflüssigkeitsdruchtritt durch den Führungsspalt
in Richtung der mit dem Tank in Verbindung stehenden Räume 60, 63 gering zu halten.
Außerdem ist die Dichtstrecke zwischen den hülsenförmigen Enden 4c, 4d des Steuerkolbens
und den Abstützkörpern 21, 22 verhältnismäßig lang ausgeführt, um eine weitere Verringerung
des Steuerölverlustes infolge eines Durchtrittes durch den Führungsspalt in Richtung
der Räume 60, 63 zu erzielen.
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Die Vorsteuerventile 40, 41 sind als Druckregelventile ausgebildet,
wobei der jeweilige Steuerdruck durch Regelmagnete 9o,91 festgelegt ist. Dieser
beispielsweise vom Regelmagneten 90 festgelegte Steueröldruck beaufschlagt den Steuerraum
15 und verschiebt damit den Steuerkolben in Richtung der Zentrier- und Steuerfeder
18 in Richtung des in diesem Betriebszustand mit dem Tank in Verbindung stehenden
Steuerraumes 16, und zwar soweit bis die Federkraft der von dem Steuerdruck bewirkten
am Steuerkolben angreifenden Kraft entspricht. Hierbei findet eine Verbindung des
Steuerraumes 13 mit dem Steuerraum 12 statt, wobei im vliegenden Fall der Arbeitsleitungsanschluß
A mit dem Tankanschluß T verbunden ist. Genauso verhält es sich, wenn der Regelmagnet
91 erregt wird und damit ein entsprechend großer Steuerdruck vom Vorsteuerventil
41 erzeugt und dem Steuerraum 16 zugeleitet wird. In diesem Falle befindet sich
der Regelmagnet 9o im entregten Zustand, in dem das Vorsteuerventil eine Verbindung
des Steuerraumes 15 mit dem Tank herstellt. Der Steuerkolben verschiebt sich hierbei
in Richtung des Steuerraumes 15 um einen am Steuerdruck entsprechenden Betrag, wobei
der Steuerraum 13 mit dem Steuerraum lo, also der Arbeitsleitungsanschluß A mit
dem Pumpenanschluß P verbunden ist.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf ein 3-Wegeventil beschränkt.
Es ist auch möglich, die Erfindung bei einem 4- oder Mehr-Wegeventii zu verwirklichen.
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