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Handbetätigbares Steuerventil mit einem zwischen
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mindestens zwei Schaltstellungen und einer dazwis-chenl£egenden Neutralstellun.g
in einen Steuergehäuse verschiebbaren Steuerschieber Die Erfindung betrifft ein
handbetätigbares Steuerventil mit einem zwischen mindestens zwei Schaltstellungen
und einer dazwischenliegenden Neutralstellung in einem Steuergehäuse verschiebbaren
Steuerschieber, der in den Schaltstellungen durch eine Lagesicherung gegen die Wirkung
mindestens einer Feder gehalten ist und
die Lagesicherung bei Überschreiten
eines vorbestimmten Sicherheitsdrucks im Hydrauliksystem entriegelt und der Steuerschieber
durch die Feder bzw.
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die Federn in seine Neutralstellung zurückverschoben wird.
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Bei einem bekannten solchen Steuerventil ist die Lagesicherung und
die dazugehörige Entriegelung ganz im Steuergehäuse integriert, wodurch das Steuergehäuse
sehr kompliziert wird. Bei etwaigen Störungen ist eine vollständige Demontage des
Steuerventils erforderlich. Änderungen zur Einstellung des vorbestimmten Sicherheitsdrucks
sind, wenn überhaupt,nur umständlich und mit viel Aufwand möglich.
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Durch die Entriegelung und Zurückführung des Steuerschiebers in die
Neutralstellung wird eine Abschaltung erreicht. Dies ist erwünscht, wenn beispielsweise
das mit dem Steuerventil gesteuerte Gerät gegen einen Anschlag fährt oder sonstwie
überlastet wird. Durch die Abschaltungen werden Beschädigungen verhindert.
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Durch unterschiedliche Einstellung des Sicherheitsdrucks bei zusammengestalteten
Steuerventilen kann in einfacher Weise erreicht werden, daß eine Funktions-
umschaltung
auf eine zweite hydraulische Vorrichtung erst erfolgen kann, wenn die vorgeschaltete
erste hydraulische Vorrichtung ihren Anschlag erreicht hat. Beispielsweise findet
eine solche Steuerung Anwendung bei Wendepflügen. Das Wenden des Pflugs wird erst
eingeleitet, wenn die Anhebung des Pflugs beendet ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das eingangs genannte Steuerventil
derartig zu verbessern, daß Umstellungen des Sicherheitsdrucks einfach möglich sind
und daß bei Funktionsstörungen diese ohne vollständige Demontage des Steuerventils
behoben werden können.
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Zur lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Lagesicherung
und Entriegelung leicht austauschbarin Verlängerung des Steuerschiebers an diesen
und in einem Anschraubteil am Steuergehäuse angeerdnet slnd. durch. diese leichte
7.llcnglichkeit ist eine Wartung und Störungsbehebung mit geringem Aufwand möglich.
Auch können Änderungen in der Einstellung des Sicherheitsdrucks aber auch durch
einfachen Teileaustausch Änderungen der Raststellungen des Steuerschiebers leicht
mit geringem Montageaufwand vorgenommen werden.
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In besonders einfacher Weise kann die Lagesicherung durch radial verschiebbare
in Rillen einrastbare Rastkörper gebildet sein, wobei diese Rastkörper über ein
Riegelteil in der Raststellung in einer Rille ver-sperrt und in der Entriegelstellung
in ihrer Radialbewegung freigegeben sind. Besonders preiswert können als Rastkörper
Kugeln verwendet werden, beispielsweise genorrrite Kugellagerkugeln. Da keine engen
Toleranzen einzuhalten sind, können hierfür besonders billige Ausschußkugeln Verwendung
finden.
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Betriebsstörungen durch Verklemmen kennen weitgehend dadurch verhindert
werden, daß symmetrisch am Umfang verteilt mindestens drei Rastkörper vorgesehen
sind, so daß der Riegelteil in radialer Richtung nur symmetrisch mit Kräften beaufschlagt
wird, durch die eine Axialverschiebung wenig behindert wird. Um klein bauen zu können,
werden zweckmäßig als Rastkörper jeweils zwei in einer Querbohrung verschiebbar
geführte Kugeln vorgesehen.
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Als Riegelteil dient ein gegen eine Riegelfeder verschiebbarer Bolzen
mit mindestens einer mit den Rast-
körpern zusammenwirkenden vorzugsweise
kreiskugelförmigen Abschrägung, durch die bei axialer Belastung des Bolzens die
in einer Rille eingetauchten Rastkörper verspannt werden.
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Besonders einfach an unterschiedliche Schaltstellungen anpaßbar wird
das Steuerventil, wenn die Rillen in einer leicht austauschbaren Hülse vorgesehen
sind, so daß durch Austausch dieser Hülse eine beliebige Anpassung erreicht werden
kann. Zweckmäßig wird die Hülse zwischen dem Steuergehäuse und dem Anschraubteil
gehalten und ist rotationssymmetrisch ausgebildet.
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Platzsparend und wartungsfreundlich kann in Verlängerung des Steuerschiebers
ein in das Anschraubteil ragendes Hülsenteil vorgesehen sein, der mit dem Steuerschieber
austauschbar fest verbunden ist, wobei die Querbohrungen für die Rastkörper im Hülsenteil
vorgesehen und der Riegelteil ebenfalls im Hülsenteil verschiebbar geführt ist.
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Der Hülsenteil weist zwei Anschlagflächen auf für zwei verschiebbar
auf dem Hülsenteil geführte durch die vorgespannte Feder gegen die Anschlagflächen
gepreßte Federteller. Ferner sind gehäusefest zwei
weitere Anschlagflächen
für die Ränder der Tellerfeder vorgesehen, wobei der Abstand der Anschlagflächen
des Hülsenteils gleich dem Abstand der gehäusefesten Anschlagflächen ist. Hierdurch
wird durch die vorgespannte Feder der Steuerschieber sicher in seiner Neutralstellung
gehalten und durch die relativ hoch wählbare Vorspannkraft der Feder wird der Steuerschieber
unter Überwindung auch höherer Reibungskräfte sicher bis ganz in die Neutralstellung
verschoben.
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Konstruktiv einfach kann eine Stirnfläche der Hülse eine und ein Absatz
im Anschraubteil die andere der weiteren Anlageflächen abgeben und es kann weiter
eine der Anschlagflächen des Hülsenteils durch den Rand einer Abschlußschraube gebildet
sein, so daß hierfür praktisch keine zusätzlichen konstruktiven Aufwendungen erforderlich
sind.
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Zur Entriegelung kann vorteilhaft der im Hülsenteil geführte Riegelteil
durch einen im Hülsenteil verschiebbaren Kolben gegen die Wirkung der Riegelfeder
verschiebbar sein und es kan dann dazu eine Kolbenfläche über einen Kanal im Hülsenteil
und Steuerschieber mit dem Systemdruck in Verbindung stehen und
die
andere gegenüberliegende Kolbenfläche mit einer Rückführleituncj des TlydrauEksystems
verbunden sein.
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Zur Herabsetzung der Reibung und Sicherstellung einer ausreichenden
Schmierung unter Vernloidung von Korrosion kann der ganze Innenraum des Anschraubteils
mit der Rückführleitung verbunden sein. Durch die vollständige Abkapselung ist dann
auch ein Eindringen von Schmutz, Spritzwasser oder nampf unmöglich.
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Eine Drossel im Kanal kann Beschädigungen durch plötzlich auftretende
Druckstöße verhindern.
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Die Höhe des Sicherheitsdrucks, bei dem die Entriegelung anspricht,
wird über ein im Kanal vorgesehenes Überdruckventil bestimmt, durch das die Verbindung
des Kolbens mit dem Systemdruck bei überschreiten dieses Sicherheitsdrl!cks herstellbar
ist. Besonders vorte;haft kann wider Ansprechdruck durch Änderung der Vorspannung
der Feder des Uberdruckventils einstellbar sein, beispielsweise über ein Stellgewinde.
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Der Kolben kann über seine andere Kolbenseite mit einem an die Abschrägung
anschließenden Stiftteil zusammen-
wirken, wobei dieser Stiftteil
des Riegelteils zusammen mit der Abschiußschraube zugleich als Hubbegrenzung für
den Kolben dient, so daß sichergestellt ist, daß die stkörr bei l)X-uckbeaufschlagung
des Kolbens in ihrer Entriegelstellung gelangen können, um die V erriegelung aufzuheben.
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Besonders einfach kann der Hülsenteil mit seinem einen ein Gewinde
aufweisenden Ende im Steuerschieber leicht austauschbar einueschraubt sein und es
kann in diesem Gewindeteil auch das Überdruckventil und in einem anschließenden
Bund die Querbohrungen für die Rastkörper vorgesehen sein. Ferner kann der Bund
die Anlagefläche für einen der Federteller der Feder abgeben, so daß insgesamt eine
kompakte, platzsparende Konstruktion gegeben ist.
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Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu
entnehmen und werden mit ihren Vorteilen in der nachstehenden Beschreibung näher
erläutert.
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In den beigefügten Zeichnungen zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch
ein Steuerventil, Fig. 2 einen Querschnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Steuerventil
entlang der Linie II-II,
Fig. 3 eiree Seitenansicht des in Fig.
1 dargestellten Steuerventils in Richtung des Pfeils III und Fig. 4 und 5 Schaltbilder
des in Fig. 1 dargestellten Steuerventils mit unterschiedlichen Steuerschiebern
für unterschiedliche Schaltungen.
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In einem Steuergehäuse 1 eines von Hand betätigbaren Steuerventils
ist ein Steuerschieber 2 verschiebbar geführt. Im Steuergehäuse 1 sind Ringkanäle
3 vorgesehen, die über entsnrechend angeordnete Nuten 4 im Steuerschieber 2 je nach
Stellung des Steuerschiebers 2 im Steuergehäuse 1 voneinander getrennt oder miteinander
verbindbar sind. Diese Ringkanäle 3 sind über entsprechende Anschlüsse mit einer
Hydraulikpumpe P, einem Tank T und den Arbeitsräumen A bzw. B eines Arbeitszylinders
od.dgl. in Verbindung. Ferner kann ein Durchlauf D durch das Steuergehäuse 1 gefiihrt
sein, wie dies schematisch in den Fig. 4 und 5 angedeutet ist. Der Steuerschiebr
2 weist eine mit Null bezeichnete Neutralstellung auf. in dieser Neutralstellung
ist er in Fig. 1 dargestellt. Gegen die Wirkung einer Feder 5 kann der Steuerschieber
2 in weitere Schaltstellungen
1, 2 bzw. 3 von Hand verstellt werden,
wobei der Steuerschieber 2 durch eine Lagesicherung 6 in diesen Schaltstellungen
1 bis 3 arretiert und durch eine Entriegelung 7 auch wieder entriegelt werden kann,
wie dies später erläutert wird.
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In Verlängerung des Steuerschiebers 2 ist in diesen ein Hülsenteil
8 eingeschraubt und es ist dieses umgebend auch im Steuergehäuse 1 ein kappenförmiges
Anschraubteil 9 dicht eingeschraubt. Der Hülsenteil 8 weist einen Bund 10 auf, dessen
eine Seite stirnseitig am Steuerschieber 2 anliegt und dessen andere Seite als Anschlagfläche
11 für einen Federteller 12 abgibt, an dem sich die vorgespannte Feder 5 abstützt.
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Das andere Ende der Feder 5 stützt sich ebenfalls über einen Federteller
12' an der Anschlagfläche 11' eines Rands einer in den Hülsenteil 8 eingeschraubten
Abschlußschraube 13 ab.
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Den Bund 10 umgebend ist im Anschraubteil 9 zwischen diesem und dem
Steuergehäuse 1 eine Hülse 14 vorgesehen. Diese Hülse 14 gibt eine weitere Anschlagfläche
15 für den Federteller 12 ab, wahrend ein Absatz im Anschraubteil 9 eine weitere
Anschlagfläche 15' für den Federteller 12' abgibt. Der Abstand zwischen
den
Anschlagflächen 11-11' und 15 - 15' ist gleich, so daß durch die auf dem Hülsenteil
8 verschiebbar geführten Federteller 12,12' der Hülsenteil 8 und damit auch der
Steuerschieber 2 in seiner Neutralstellung 0 gehalten wird. In dieser Neutralstellung
ist die Innenseite der Pulse 14 glatt ausgebildet, während beiderseits im Abstand
davon Rillen 16',16" und eine Abschrägung 16"' entsprechend den Schale stellungen
1, 2 bzw. 3 vorgesehen sind.
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Im Hiilsenteil 8 sind drei Querbohrungen 17 vorgesehen für jeweils
zwei einen Rastkörper 18 abgebende Kugeln.
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Koaxial in einer entsprechenden Bohrung 19 ist ein bolzenförmiger
Riegelteil 20 gegen eine Riegelfeder 21 verschiebbar geführt. Ein Ende des Riegelteils
20 kann an der Abschlußschraube 13 zur Anlage ko!Nmen, während das gegenüberliegende
Ende eine kreiskegelförmige Abschrägung 22 und einen Stiftteil 23 aufweist und zwar
im Bereich der Querbohrungen 17. In zurückgeschobenem Zustand des Riegelteils 20
können die Rastkörper 18 sich nach innen bewegen, so daß der Hülsenteil 8 und damit
der Steuerschieber 2 axial verschiebbar sind, Durch die Riegelfeder 21 wird der
Riegelteil 20 axial verschoben, so daß die Rastkörper 18 nach außen gedrückt
und
bei entsprechender Stellung des H isenteils 8 iJI eine der Rillen 16',16" bzw. 16"'
gedrängt werden ur so eine axiale Verschiebung des H;ilsenteils 8 und damit des
Steuerschiebers 2 zu verhindern. Dies ist die eingangs beschriebene Lagesicherung
6. Die Entriegelung 7 wird durch einen ebenfalls im Hülsenteil 8 axial verschiebbaren
Kolben 24 gebildet, dessen eine Kolbenfläche 25 über einen Kanal 26 im Hülsenteil
8 und dem Steuerscl-lieber 2 mi.t dem Drucksystem in Verbindung steht und clessen
andere gegenüberliegende Kolbenfläche 27 über eine Rückführleiiung 28 mit dem Tank
T in Verbindung steht.
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Zwischen der Kolbenfläche 25 und dem Steuerschieber 2 ist im Kanal
26 ein t;herdruckventil 2() vorgesehen, durch das bei Überschreiten eines vorbestimaten
Sicherheitsdrucks die Kolbenfläche 25 mit dem Drucksystem verbunden und dadurch
der Kolben 24 und der Riegelteil 20 gegen die Riegelfeder 20 verschoben werden,
so daß die Rastkörper 18 wieder radial nach innen verschiebbar und damit die Lagec,icherung
zwischen Hülsenteil 8 und Hülse 14 aufgehoben wird. Der Sicherheitsdruck ist durch
die Vorspannung (ler Feder 30 vorbestimmt, die auf einen Ventilkörper 31 des Überdruckventils
29 wirkt. Zur Drosselung der Bewegung
des Kolbens 24 kann entweder
eine besondere Drossel 32 vorgesehen sein, die zugleich als Federteller dient, oder
es kann die Drosselstelle direkt in dem als Flatte ausgebildeten Ventilsitz 33 ds
Überdruckventils 29 vorgesehen sein. Der plattenförmige Ventilsitz 33 ist beim Ausführungsbeispiel
durch rinbördeln im Hülsenteil 8 befestigt.
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Der Kanal 26 ist durch entsprechesnde Radialverbindungen 34 in der
zugeordneten Stellung des Steuerschiebers 2 mit dem relevanten Ringraum 3 des HydrauJiksystems
in Verbindung, beispielsweise in der Schaltstellung 1 mit dem Anschluß A. In der
Neutralstellung ist er drucklos und daher mit dem Tank T in Verbindung.
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Die in den Schaltbildern 4 und 5 mit den Schaltstellringen 0 bis 3
erreichbarei Verbindungen sind bekannt und für den Fachmann oilne weiteres entnehmbar:
In der Schaltstellung 3 der Fig. 5 wird eine Schwimmstellung erreicht. Es sind dann
alle Anschlüsse des Steuerventils direkt miteinander verbunden.
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Zur Zurückführung des Kolbens 24 gegen das Uberdruckventil 29 ist
dieser nicht vollständig dicht im Hülsenteil
8 geführt, sonder:
es ist ein gewisser Leckstrom möglich, der allerdings weit unter dem Durchfluß der
Drossel 32 liegt.