DE2905943C2

DE2905943C2 - Wegeventil

Info

Publication number: DE2905943C2
Application number: DE19792905943
Authority: DE
Inventors: Reinhardt 8773 Frammersbach Amrhein; Horst 8782 Mühlbach Rott
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1979-02-16
Filing date: 1979-02-16
Publication date: 1983-11-17
Also published as: DE2905943A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wegeventil entspechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Wegeventil der vorgenannten

Art ist je ein Dämpfungskolben an den Enden des Kolbenschiebers angeordnet Der erste, mit Drosseln versehene Umgehungs^anal ist mit Federräumen verbunden und umgeht den ganzen Kolbenschieber. Die als zweiter Umgehungskanal aufzufassende Umgehung des KoI- benschiebers verbindet in jeweils einer der Endlagen des Kolbenschiebers jeweils einen der an den Endbereichen des Kolbenschiebers angeordneten Federräume mit dem Vorratsbehälter. Der zweite Umgehungskanal besteht aus jeweils einer Ausnehmung in den Dämp fungskolben und einem den Vorratsbehälteranschluß mit den Federräumen des Wegeventils verbindenden Verbindungskanal, in den die Ausnehmungen in den Dämpfungskolben in einer der Endlagen des Kolbenschiebers münden. Da die Dämsjfungskolben an den Enden des Kolbenschiebers angeordnet sind, hängen ihre Abmessungen von den Abmessungen des Kolbenschiebers ab. Bei einem verhältnismäßig kleinen Durchmesser des Kolbenschiebers und damit des Dämpfungskolbens ist die vom Dämpfungskolben während der Be- wegung des Kolbenschiebers verdrängte Druckmittelmenge verhältnismäßig klein, weshalb die Dämpfungsdrosseln im ersten Umgehungskanal ebenfalls mit verhältnismäßig kleinen Durchmessern ausgebildet sein müssen. Drosseis teilen mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser sind aber sehr störanfällig für Verschmutzungen (DE-OS 27 25 917).

Eine bekannte Vorschubeinrichtung für Werkzeugmaschinen hat einen Arbeitszyliner, dessen durch Preßluft betätigbarer Arbeitskolben über ein Schlepp gestänge mit einem Bremskolben verbunden ist Der Bremskolben wird von zwei Umgehungskanälen umgangen. In einem dieser Kanäle befindet sich ein Rückschlagventil und im anderen Kanal eine Drosselstelle. Dort dienen die beiden den Bremskolben umgehenden Umgehungskanäle in erster Linie zur Steuerung der Geschwindigkeit des Arbeitskolbens, wie Eilvorschub, Arbeitsvorschub und Eilrückstellung. Für eine Endlagendämpfung des Arbeitskolbens ist diese bekannte Vorrichtung somit nicht geeignet (CH-PS 422 495).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wegeventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein vom Kolbenschieber unabhängiges und in dessen beiden Bewegungsrichtungen nur von

einer Seite her wirkendes Verzögerungsorgan mit Endlagendämpfung und mit fester Verbindung zwischen dem Kolbenschieber und dem Dämpfungskolben vorgesehen ist Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst

Die erfindungsgemäß susgebildete Dämpfungsanordnung ist unabhängig vom Kolbenschieber, weshalb der nur auf einer Seite des Kolbenschiebers angeordnete Dämpfungskolben Abmessungen aufweisen kann, bei denen an der Drosselstelle im ersten Umgehungskanal ein verhältnismäßig großer Querschnitt wählbar ist, wodurch die Gefahr der Verstopfung entfällt Die erfindungsgemäß ausgebildete Dämpfungsanordnung kann unabhängig davon vorgesehen werden, ob der Kolbenschieber zwei oder mehr Steueriagen hat Wegen der kompakten Bauform ist die Dämpfungsanordnung raumsparend, was insbesondere bei kleineren Ventilen von Bedeutung ist, bei denen der Dämpfungskolben einen wesentlich größeren Durchmesser als der Kolbenschieber hat

Die Merkmale der Ansprüche 2 bis 4 betreffen jeweils eine günstige Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung.

Durch die Merkmale des Anspruches 5 wird vermieden, daß an den Kolbenstangenenden angreifende hydraulische Kräfte auf den Kolbenschieber einwirken.

Die Merkmale des Anspruches 6 sind auf ein nach außen abgeschlossenes Verzögerungsorgan geachtet

Eine bevorzugte Bauform ist in den Merkmalen des Anspruches 7 gekennzeichnet

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. In dieser ist ein 4/3-Wegeventil als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung im Teillängsschnitt schematisch dargestellt

Ein Ventilgehäuse 1 hat eine Längsbohrung 2, längs der Ringnuten 3 bis 7 mit Abständen angeordnet sind. Die Wände der Ringnuten 3 bis 7 bilden zusammen mit der Wand der Längsbohrung 2 Steuerkanten. Die Ringnuten 3 und / sind durch einen die anderen Ringnuten umgehenden Kanal 8 miteinander verbundea Die Ringnuten 4 und 6 sind jeweils mit einer AnschluBbohrung 9 bzw. 10 verbunden. Die Anschlußbohrungen 9, 10 sind an ein nicht dargestelltes Arbeitsgerät, z. B. jeweils an ein Ende eines doppelt wirkenden Arbeitszylinders, anschließbar. Die Ringnut 5 ist über eine nicht dargestellte Anschlußbohrung mit einer Pumpe verbindbar und der Kanal 8 über eine nicht dargestellte Anschlußbohrung mit einem Vorratsbehälter.

In der Längsbohrung 2 >st ein Kolbenschieber 11 axial verschiebbar gelagert, der mit Entlastungsrillen versehene Steuer kolben 12 bis 16 hat

Auf der in der Zeichnung linken Seite ist mit dem Ventilgehäuse 1 ein als Gehäusekörper ausgebildetes Hiifsgehäuse 16 verbunden, das ebenfalls eine Längsbohrung 17 hat, deren Durchmesser jedoch mehr als das Zweifache des Durchmessers der Längsbohrung 2 beträgt Auf Seiten des Ventilgehäuses 1 ist am Hiifsgehäuse 16 eine von einer koaxial zur Längsbohrung 17 angeordneten Bohrung geringeren Durchmessers durchsetzte Stirnwand 18 vorgesehen. Die Stirnwand 18 greift mit einem rohrartige Vorsprung in eine entsprechende Ausnehmung des Ventilgehäuses 1 ein. Der zwischen den beiden Gehäusen 1 und 16 vorhandene Spalt ist durch einen Dichiring 19 abgedichtet.

In die Wand der Längsbohrung 17 sind zwei flache Ringnuten 20 und 21 mi. Abstand eingeschnitten, wodurch ein Ringbund 22 entsteht. Die Wand des Hilfsgehäuses 16 ist von zwei abgestuften, radialen Bohrungen 23 und 24 durchsetzt, die durch einen achsparallelen Umgehungskanal 25 miteinander verbunden sind. Dieser Kanal ist von der Stirnseite des Hilfsgehäuses 16 aus eingebracht und an dieser Stirnseite geschlossen. In jede der Radialbohrungen 23, 24 ist ein in Richtung zur Längsbohrung 17 schließendes Rückschlagventil 26 bzw. 27 eingesetzt, in dem in Schließlage eine als Schließglied wirkende Kugel unter geringer Federkraft

ίο auf einem Ventilsitz aufsitzt Das Rückschlagventil 26 und 27 ist jeweils durch eine im Ventilkörper angebrachte Drosselstelle 28 bzw. 29 umgangen, wobei die Drosselstellen 28,29 unterschiedliche Querschnitte aufweisen können. Die Ventilkörper sind in bekannter Weise zwischen einem die radial angeordnete Aufnahmebohrung verengenden Bund und einer abgedichteten Halteschraube 30 bzw. 31 im Hiifsgehäuse 16 gehalten.

In der Längsbohrung 17 ist ein Dämpfungskolben 32 axial verschiebbar gelagert, der zwei Ringnuten 33 und 34 aufweist Der Abstand der Ringnut':n 33,34 ist geringer als die Breite des Ringbur.des 22. i>Ie Ringnuten 33, 34 sind jeweils so breit gewählt, daß der Abstand ihrer beiden am weitesten voneinander entfernten Wände größer als die Breite des Ringbundes 22 ist In die Ringnuten 33, 34 mündet jeweils eine Radialbohrung 35 bzw. 36. Die beiden Bohrungen sind durch eine im Dämpfungskolben 32 befindliche Kammer 37 miteinander verbunden und bilden somit einen zweiten Umgehungskanal. Um die Verwendung eines zweigeteilten Dämpfungskolbens 32 zu vermeiden, können die Bohrungen 35, 36 derart schräg und aufeinander zugehend (im Längsschnitt V-förmig) angebracht sein, daß sie innerhalb des Dämpfungskolbens 32 miteinander in Verbindung stehen.

Beidseitig des Dämpfungskolbens 32 sind Kolbenstangen 38 bzw. 39 koaxial angeordnet Die Kolbenstange 39 hat an ihrem in der Zeichnung rechten Ende eine Ringnut 40, in die ein hülsenförmiger Kupplungskörper 41 eingehängt ist, der an einem am benachbarten Ende des Kolbenschiebers 11 angebrachten, nach außen sich erweiternden kegelförmigen Bund 42 aufgehängt ist Hierdurch sind der Kolbenschieber 11 und der Dämpfungskolben 32 in axialer Richtung miteinander gekoppelt. Zur Anbringung auf der Kolbensiange 39 und an dem Bund 42 hat der Kupplungskörper 41 an seinen beiden Enden je einen entsprechenden Einschnitt auf einander gegenüberliegenden Seiten. Eine im Dämpfungskolben 32 und in den Kolbenstangen 38, 39 angeordnete Ausgleichsbohrung 43 verbindet die Bereiche der beiden Enden der Kolbenstangen 38,39.

Die Kolbenstangen 38, 39 sind in Dichtringen 44, 45 verschiebbar gelagert. Der Dichtring 45 ist unter Zwischenlage eines auf dessen Umfang angeordneten, nachgiebigen Ringes in der Seitenwand 18 gelagert und der Dichtring 44 ebenfalls unter Zwischenlage eines auf seinem Umfang angeordneten nachgiebigen Ringes in einem Deckel 46, der in die Längsbohrung 17 des Hilfsgehäuses 16 mittels einer in einer Ringnut untergebrachten Ringdichtung d'jht eingesetzt ist. Die Dichtringe 44 und 45 sind so ausgebildet und angeordnet, daß sie einer Entleerung der Längsbohrung 17 entgegenstehen, daß aber Druckmittel erforderlichenfalls in die Längsbohrung 17 nachfließen kann.
In die Seitenwand 18 ist ein hülsenförmiger Stützkörper 47 eingesetzt, de. von der Kolbenstange 39 durchsetzt und neben dem Lagerring 45 angeordnet ist. Der Stützkörper 47 umgibt in der in der Zeichnung dargestellten Lage des Kolbenschiebers 11 den Kupplungs-

10

15

20

körper 41 zum Teil. Auf der vom Dämpfungskolben 32 abgewandten Seie des Dichtringes 44 ist im Deckel 46 ein ebenfalls etwa hülsenförmig ausgebildeter Stützkörper 48 angeordnet, der von dem Ende der Kolbenstange 38 durchsetzt ist. In dem StUtzkörper 48 befindet sich eine Ringscheibe 49, die mit einem am freien Ende der Kolbenstange 38 angeordneten Anschlagring SO zusammenwirkt, der sie von ihrem Sitz abhebt, wenn sich der Kolbenschieber in der Zeichnung nach links bewegt.

An dem in der Zeichnung linken Ende des Hilfsgehäuses 16 und an dem rechten Ende des Ventilgehäuses 1 ist je ein Betätigungsmagnet 51 bzw. 52 angeordnet und mit dem jeweiligen Gehäuse in bekannter Weise fest verbunden. Jeder der Betätigungsmagnete 51,52 hat einen Stößel, von dem nur der mit der Kolbenstange 38 zusammenwirkende Stößel 53 des Betätigungsmagnetes 51 dargestellt ist. Der Stößel 53 ist von einem nicht dargestellten, bei der Erregung des BeiäiiguiigMiiagiicieii 51 bzw. 52 betätigbaren Magnetanker verschiebbar. Eine zwischen der Ringscheibe 49 und einem im Betätigungsmagneten 51 befestigten Stützglied 54 eingespannte Feder 55 sucht die Ringscheibe 49 an den Stützkörper 48 anzudrücken. Eine entsprechende Feder und eine entsprechende Ringscheibe sind in dem Bctätigungsmagneten 52 vorgesehen. Die beidseitig des Kolbenschiebers 11 angeordneten Federn 55 suchen diesen in seiner in der Zeichnung dargestellten Mittenlage zu halten.

Anstelle der Rückschlagventile 26, 27 kann in der Radialbohrung 23 oder 24 eine die Längsbohrung 17 mit dem Umgehungskanal 25 verbindende Drosselstelle und in der Radialbohrung 24 oder 23 ein die Längsbohrung 17 mit dem Umgehungskanal 25 verbindender Verbindungskanal angeordnet sein, wobei Drosselstelle und Verbindungskanal im Schaft einer in die Radialbohpjng 23 bzw. 24 einschraubbaren Schraube untergebracht sein können. Die Drosselstelle ist auswechselbar. Sie kann auch durch entsprechende Ausbildung der Schraube und des Drosselgliedes in ihrem Querschnitt veränderbar sein.

Bei der Betätigung des Betätigungsmagneten 51 wird der Stößel 53 in der Zeichnung gesehen nach rechts gestoßen. Er trifft auf die Kolbenstange 43 und verschiebt den Dämpfungskolben 32 und den Kolbenschie- ber 11 entgegen der Wirkung der im Betätigungsmagne-

30

35

40 ten 52 vorgesehenen Feder nach rechts. Solange zwischen den beiden Seiten des Dämpfungskolbens 32 eine Verbindung über die Ringnuten 33,34, die Verbindungsbohrungen 35, 36 und die Kammer 37 besteht, wird die Bewegung des Dämpfungskolbens 32 und des Kolbenschiebers 11 nicht gedämpft oder verzögert. Ist jedoch diese Verbindung unterbrochen, so muß Flüssigkeit von der in der Zeichnung rechten Seite des Dämpfungskolbens 32 über das offene Rückschlagventil 27, den Umgehungskanal 25 und die Drosselstelle 28 neben dem geschlossenen Rückschlagventil 26 auf die linke Seite des Dämpfungskolbens 32 fließen, wodurch die Bewegung dieses Kolbens gedampft wird bis der Kolbenschieber 11 seine rechte Steuerlage eingenommen hat, in der die Ringnuten 5 und 6 einerseits und die Ringnuten 3 und 4 andererseits miteinander verbunden sind.

Wenn der Betätigungsmagnet 51 nicht mehr erregt ist, werden unter der Wirkung der im Betätigungsmag-

FiAtAPt Ci kofmfJKAknn Γ.Ί». A~- I/-IU . U:..l 4 4 I

*·«·*«·" -Ά ir^«ll«U(,«.i,t.ll « VUbI Ut.1 l\UKA.II3i.UILUt;l I I UHU der Stößel 53 in ihre in der Zeichnung dargestellte Mittenlage zurückgeführt. Hierbei ist die Anfangsbewegung gedämpft bis die beiden Seiten des Dämpfungskolbens 32 über die Kanäle 35,36 und die Kammer 37 wieder miteinander verbunden sind.

Bei der Erregung des Betätigungsmagneten 52 wird der Kolbenschieber 11 aus seiner in der Zeichnung dargestellten Mittenlage nach links verschoben. Auch hier tritt ,-ach anfänglicher ungedämpfter Bewegung anschließend eine Dämpfung der Bewegung des Dämpfungskolbens 32 und des Kolbenschiebers 11 ein. Bei der Rückkehr des Dämpfungskolbens 32 und des Kolbenschiebers 11 in ihre jeweilige Mittenlage ist, nachdem die Erregung des Betätigungsmagneten 52 beendet ist, die Anfangsbewegung gedämpft und die Endbewegung, wie vorstehend beschrieben, ungedämpft

Die Menge der vom Dämpfungskolben 32 bewegten Flüssigkeit ist verhältnismäßig groß, so daß an der Drosselstelle 28, 29 ein verhältnismäßig großer Querschnitt gewählt werden kann, wodurch die Gefahr der Verstopfung entfällt. Die Drosselstrecke ist so ausgebildet, daß die Drosselwirkung der Drosselstelle von der Viskosität der Flüssigkeit im wesentlichen unabhängig ist.

Anstelle eines Betätigungsmagneten kann ein anderes Betätigungsorgan, z. B. ein von Hand betätigbarer Betätigungshebel od. dgl., verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wegeventil mit einem axial verschiebbaren Kolbenschieber (11), der mittels eines auf mindestens eines seiner beiden Enden wirkenden Betätigungsorgan« (51, 52) verschiebbar ist, mit einem den Kolbenschieber (11) umgebenden, mit dessen Steuerkolben zusammenwirkenden und Steuerkanten aufweisenden Steuerkörper, insbesondere Ventilgehäuse (1), in dem der Kolbenschieber (11) verschiebbar gelagert ist, mit einem mit dem Kolbenschieber zusammenwirkenden Verzögerungsorgan, das eine einen Dämpfungskolben (32) und einen Dämpfungsquerschnitt aufweisende Dämpfungsanordnung zum Dämpfen der Kolbenschieberbewegung hat, die von einem eine Drosselstelle (28, 29) aufweisenden Umgehungskanal (25) umgangen ist, wobei der Abstand de- Mündungen des Umgehungskanals größer als äie axiale Länge der Dämpfungsanordnung ist, und mit einem von der Dämpfungsanordnung in seinem Querschnitt steuerbaren zweiten Umgehungskanal (35 bis 37), der in einer bestimmten Lage des Kolbenschiebers offen und erst nach einem bestimmten Verschiebeweg des Kolbenschiebers schließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsanordnung nur einen einzigen, doppelt wirkenden Dämpfungskolben aufweist, daß der zweite Umgehungskanal (35 bis 37) als in sich geschlossener Kanal ausgebildet ist und

daß die Umgehungskanäle (25 bzw. 35 bis 37) allein den DämpfungskolLen umgehen.

2. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Ko jenschieber (11), der eine Mittellage oder eine von zwei Endlagen einnehmen kann, die bestimmte Lage des Kolbenschiebers, bei der der Umgehungskanal (35 bis 37) offen ist, die Mittellage darstellt

3. Wegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der zweite Umgehungskanal (35 bis 37) im Dämpfungskolben (32) vorgesehen ist und daß ein Teil des den Dämpfungskolben aufnehmenden Gehäusekörpers (16) zum Zusammenwirken mit den beiden Mündungen des zweiten Umgehungskanals ausgebildet ist.

4. Wegeventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Mündungen des Umgehungskanals (35 bis 37) auf dem Zylindermantel des Dämpfungskolbens (32) angeordnet sind, daß der Gehäusekörper (16) einen nach innen vorstehenden Ringbund (22) hat, auf dessen Zylindermantel der Dämpfungskolben gelagert ist und dessen Kanten zum Steuern jeweils einer der Mündungen des zweiten Umgehungskanales dienen, und daß der Abstand der beiden Mündungen auf dem Dämpfungskolben größer als die Breite des Ringbundes ist.

5. Wegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem auf seinen beiden Seiten mit je einer Kollenstange (38,39) versehenen Dämpfungskolben (32) ein Ausgleichskanal (43) die beiden Stirnseiten der Kolbenstangen miteinander verbindet.

6. Wegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver-

zögerungsorgan (16 bis 45) mittels Dichtringen (44, 45) nach außen abgedichtet ist, die erforderlichenfalls ein Nachfließen von Druckmittel ermöglichen. 7. Wegeventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der den zweiten Umgehungskanal (35 bis 37) aufweisende Dämpfungskolben (32) und der zum Zusammenwirken mit den beiden Mündungen dieses Umgehungskanales ausgebildete Geh^usekörper (16) Teile einer Baueinheit sind, die zwischen dem Betätigungsorgan (51) und dem Ventilgehäuse (1) angeordnet ist, und

daß der Dämpfungskolben ein zwischen dem Betätigungsorgan und Jem im Ventilgehäuse verschiebbaren Kolbenschieber (11) angeordnetes Verbindungsglied (41) bildet, das mit dem Kolbenschieber fest verbindbar ist