DE3014202A1

DE3014202A1 - Schieberventil

Info

Publication number: DE3014202A1
Application number: DE19803014202
Authority: DE
Inventors: Walter 8750 Aschaffenburg Kropp; Rudolf 8752 Hösbach Richter
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1980-04-14
Filing date: 1980-04-14
Publication date: 1981-10-15
Also published as: JPH0371586B2; FR2489438A1; JPS56156564A

Description

A 80/20 A 63I E-St/Br ■14.03.80

Schieberventil

Die Erfindung betrifft ein Schieberventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung. Bei diesen Schieberventilen mit Bremskolben dient dieser dazu, dann, wenn die als Verbraucher hydraulischer Energie vorgesehene Einrichtung im Bremszustand angetrieben wird, durch Drosselung des von dem Verbraucher abfließenden Stromes die als Verbraucher vorgesehene Einrichtung derart zu bremsen, daß ihre Bewegungsgeschwindigkeit dem von der Pumpe zufließenden Strom entspricht. Eine Schwierigkeit dabei ist, für die Steuerung des Br.emskölbens auf der jeweiligen Abflußseite ein geeignetes Drucksignal zu erhalten, weil auf dieser Seite der Druck relativ gerirgist, während andererseits trotz der Bremswirkung auf der Zuflußseite von der Pumpe zu der als Verbraucher vorgesehenen Einrichtung der Druck höher ist, wobei aber auf beiden Seiten der Bremskolben mit Rücksicht auf die zur Steuerung beider Bewegungsrichtungen gewünschte Symmetrie jeweils gegen eine gleich;starke Feder abgestützt ist. Eine in Punktion und Wirkung gute Lösung dieser Aufgabe ist durch die DE-OS 2 647 l4o bekannt. Diese Lösung erfordert jedoch

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zusätzliche Verbohrungen im Gehäuse.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde _h ohne solche zusätzlichen Bohrungen im Gehäuse eine Ventilanordnung mit Bremskolben zu schaffen, die ein stetiges Bremsen der als Verbraucher vorgesehenen Einrichtung ermöglicht . und verhindert, da S diese sich-schneller bewegt als dem von der Pumpe zufließenden Strom entspricht, um so Püllungs-

mangel zu verhindern.
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Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere vorteilhafte Weiterausgestaltungen , durch die wesentliche Vorteile erzielt werden, sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfiraung wird im fo]genden anhand der Zeichnung erläutert.

In dem Gehäuse 1 ist eine Bohrung 3 vorgesehen, in der ein Ventilschieber 2 verschiebbar ist. Koaxial zu der Längsachse des Ventilschiebers 2 sind in diesem -zwei Bohrungen 4 vorgesehen, die in noch zu erläuternder Weise abgesetzt sind, wobei in jeder dieser Bobrungen 4 ein Bremskolben 5 verschiebbar ist.

In dem Gehäuse 1 sind mehrere Kanäle vorgesehen, die als radial zur Bohrung J5 angeordnete Bohrungen oder als Ringhohlraum um die Bohrung 3 herum angeordnet sind. Von diesen Kanälen ist der Kanal 6 und der Kanal J mit der in der Zeichnung nicht, mehr dargestellten·Pumpe verbunden. Der Kanal 8 ist mit einer Seite der als Verbraucher vorgesehenen Einrichtung verbunden und der Kanal 9 ist mit der anderen Seite dieser Einrichtung verbunden. Die Ka-

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näle Ιο, 11 und 12 sind mit einer Ablaufleitung zu einem drucklosen Behälter verbunden. Der Kanal 13 ist mit einem Ringraum um eine weitere in der Zeichnung nicht mehr dargestellte Bohrung verbunden, in der ein weiterer, ebenfalls in der Zeichnung nicht mehr dargestellter Ventilschieber verschiebbar ist, derart, daß in Neutrallage dieses weiteren,nicht dargestellten Schiebers der Kanal IjJ mit der Pumpe verbunden ist, während in den Aussteuerlagen dieses

weiteren Schiebers der Kanal 13 abgesperrt ist. 10

In dem Ventilschieber 2 ist eine Ringnut l4 vorgesehen, die in der in der Zeichnung dargestellten Neutrallage des Ventilschiebers 3 den Kanal 13.mit dem Kanal 12 verbindet. Zusätzliche Seitenbohrungen 15 und ΐβ ermöglichen bei teilweiser Verschiebung noch eine gedrosselte Strömung vom Kanal 13 zum Kanal 12.

Im Längsschieber 2 ist eine seitliche Bohrung 17 vorgesehen, die mit einer seitlich versetzten Bohrung 18 in Verbindung steht, von der aus eine Drosselbohrung 19 (mit· zum Beispiel 1 mm Durchmesser) in die Bohrung 4 mündet, und zwar in einem Bereich dieser Bohrung 4, der ständig mit der Ringnut 2o in den Bremskolben 5 in Verbindung steht.

In Umfangsrichtung versetzt gegenüber der Bohrung 17 ist eine weitere Bohrung 21 in dem Längsschieber 2 vorgesehen, von der a us eine weitere Bohrung 22 ebenfalls in der Bohrung 4 mündet. Die Bohrung 21 ist dabei derart vorgesehen, daß sie bei einer Verschiebung des Längsschiebers 2 aus der Neutrallage heraus vor der Wand der Bohrung 3 zwischen den Kanälen 7 und 9 bzw. β und 8 liegt.

In dem Bremskolben 5 geht von der Ringnut 2o aus radial

eine weitere Bohrung 23 zu einem Innenraum 24, an den 35

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über eine weitere Drosselbohrung 25 die Längsbohrung 26 angeschlossen ist. Die Längsbohrung 26 mündet in der äußeren Stirnfläche 27 des Bremskolbens 5·

Gegen eine Schulter 28 des Bremskolbens 5 ist eine Fader abgestützt, die sich andererseits gegen einen Verschlußstopfen 3o abstützt. Im voll ausgesteuerten Zustand des Bremskolbens 5. legt sich dieser mit seiner Stirnfläche gegen einen Portsatz 31 des Stopfens J>o an, so daß der Kanal 26 abgesperrt ist.

Die Bohrung 4 ist als abgesetzte Bohrung ausgestaltet, deren erweiterter Bohrungsteil 34 mit dem engeren Teil der Bohrung eine Ringfläche 33 bildet, gegen die der Bremskolben 5 mit einer Ventilsitzfläche 35 anliegt. Vor dieser ist in dem Bremskolben 5 eine Ringnut 36 gebildet, durch die im ausgesteuerten Zustand des Bremskolbens 5 die Bohrungen 37 und 38 im Längsschieber 2 miteinander verbindbar sind, wobei im ausgesteuerten Zustand des Längsschiebers 2 auf der einen Seite, beispielsweise bei Verschiebungen, nach in der Zeichnung rechts, die Bohrung 38 mit dem Kanal 11 und die. Bohrung 37 mit dem Kanal 9 und auf der anderen Seite die Bohrung 37a mit dem Kanal 6 und die Bohrung 38a mit dem Kanal 8 in Verbindung kommt. Bei Aussteuerung des Lähgsschiebers 2 nach in der Zeichnung links ergibt sich sinngemäß, daß die Bohrung 38a mit dem Kanal lo, die Bohrung 37a mit dem Kanal 8 die Bohiang 37 mit dem Kanal J und die Bohrung mit dem Kanal 9 in Verbindung kommt.

3Q Zwecks Umgehung des Ventilsitzes 33, 35 sind in den Bremskolben 5 zwei Bohrungen 39 und 4o, die miteinander in Verbindung stehen, vorgesehen, und zwar sind anstelle einer geraden durchgehenden Bohrung zwei Bohrungen vorgesehen, deren Achsen miteinander einen Winkel bilden, um die beim Durchströmen auftretenden Kräfte günstiger

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zu gestalten.

Die Ringnut 2o steht über einen am Umfang des Teiles 45 des Bremskolbens 5 gebildeten Spalt mit· dem Raum 44 vor der Stirnfläche 43 des Bremskolbens 5 in Verbindung. Aus herstellungstechnischen Gründen ist die Stirnfläche 4j an einem Stopfenteil 42,der in dem Bremskolben 5 hineingeschraubt ist, gebildet, In dem Stopfenteil 42 ist eine Längsbohrung 46 vorgesehen, die durch, eine Rückschlagventilkugel 47 abschließbar ist, wobei diese sich gegen eine Feder 48 abstützt. Der Raum von 44 vor der Stirnfläche 43 des Bremskolbens 5 steht somit über den Kanal und das Rückschlagventil 47, 48 mit dem Raum 24 in Ver-

bindung.
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Die Wirkungsweise ist folgende:

Bei ausgesteuertem Lang's schieber 2 steht auf der Pumpenzuflußseite die Bohrung 17 mit dem Kanal 7 in Verbindung, so· daß Druckmittel von der Pumpe über den Kanal 7,, die Bohrung 17, die Bohrung 18, die Drosseis täle 19, die Bohrung 2j5, den Raum 24,die weitere Drosselstelle 25 und die Längsbohrung 2β zu dem mit einem drucklosen Ablauf in Verbindung stehenden Raum vor der Stirnfläche 27 des Bremskolbens 5 fließt. Durch die hintereinander geschalteten Drosselstellen 19 und 25 ist somit eine Drosselkette gebildet,wobei der Raum 24 zwischen den beiden Drosselstellen 19 und 25 liegt, so daß der Druck in dem Raum 24 durch das Vsrhältnis der Weit en der beiden Drosselstellen 19 und 25 gebildet ist. Wird angenommen, daS die beiden Drossslstellen 19 und 25 etwa gleich groß sind, so ist der Druck in dem Raum 24 etwa halb so groß wie der Druck im Kanal 7· Der Druck, der im Raum 24 herrsbht, herrscht aber auch in der Ringnute 2o und teilt sich somit über den Spalt am Umfang des Teiles 45

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dem Raum 44 mit, so daß durch die Wirkung des Drucks auf die Stirnfläche 43 der Bremskolben gegen die Kraft der Feder 29 verschoben wird. Durch die Drosselwirkung in dem Spalt an dem Teil 45 wird die Verschiebebewegung bei Verschiebung gegen die Kraft der Feder 29 gedämpft. Die Verschiebebewegung des Bremskolbens in Richtung des Schliessens am Ventilsitz 33, 35 kann jedoch sehr rasch erfolgen, da bei der Verschiebung in dieser Richtung unter der Wirkung der Kraft der Feder 29 das Rückschlagventil 47 öffnet und somit die in dem Raum 44 vor der Stirnfläche 43 befindliche Flüssigkeit sehr rasch durch das Rückschlagventil in den Raum 24 und von diesem durch die Längsbohrung 26 abfließen kann, wobei die Drosselwirkung der Drosselstelle wesentlich geringer ist als die Drosselwirkung am Spalt am Teil 45.

Sitzventile in Verbindung mit Längsschiebern vorzusehen, ist an sich bekannt. Üblicherweise werden solche Sitzventile benutzt, um ein dichteres Abdichten zu ermöglichen als mit einem zylindrischen Schieber in einer zylindrischen Bohrung bei einem Spalt,der ein klemmfreies Verschieben ermöglicht, möglich ist. Bei der hier vorgesehenen Anwendung eines Sitzventils ist jedoch das Ziel ein anderes.

Wäre nämlich hier anstelle eines Sitzventils in üblicherweise nur eine Kante an einer Bohrung und eine Kante am Übergang der Ringnut 36 zu dem jetzt überlegungsmäßig zylindrisch gedachten Teil des Bremskolbens 5 vorgesehen, so müßte der Bremskolben 5 zum Erzielen einer Dichtwirkung ziemlich tief eintauchen, um eine Dichtwirkung zu ergeben _f mit der weiteren Folge,daß beim öffnen der Bremskolben 5 einen ziemlichen Weg zurücklegen müßte und für dieses Zurücklegen des Weges eine ziemliche Zeit verstreicht, bis die Kante der Ringnut 36 freigegeben ist. Durch die Anwendung der Ausgestaltung als Sitzventil wird Totzeit wesentlich verringert.

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•ι Durch die Anwendung der aus den Drosselstellen 19 und gebildeten Drosselkette wird nicht nur ermöglicht, ein stetiges Signal zu erhalten, sondern es ist auch möglich, auch an der Stirnfläche des auf der jeweils als Abfluß- · seite angesteuerten Seite einen höheren Steuerdruck zu erzielen, wie auf der jeweils mit der Pumpe verbundenen Zulaufseite, so daß ein Füllungsmangel an Verbraucher vermieden wird. Das Ziel, ein stetiges Bremsen des Verbrauchers zu ermöglichen und Füllungsmangel an diesem zu verhindern, wird auf diese Weise sicher erreicht. Zudem ist eine einfache Unterbringung im Steuerventil ermöglicht.

Im Gegensatz zu der Abflußseite vom Verbraucher, auf der der genannte Effekt erzielt wird, kann auf der Zuflußseite zum Verbraucher das Druckmittel durch die weitere Bohrung 22 zufließen, so daß die Drosselwirkung in der Drosselbohrung 19* die auf der Zulaufseite zu der weiteren Bohrung 22 parallel geschaltet ist, nicht zur Wirkung kommt mit der weiteren Folge, daß auf der Zuflußseite ein kleineres Druckgefälle zum Aufsteuern erforderlich ist.

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13Ö0U/G483

Claims

A 631 A 80/20

14.3.I98O 10

Patentansprüche

TlJ Schieberventil, insbesondere als Teil eines Blocksteuergerätes» mit einem Längsschieber, der in einer Bohrung, an die radial zu dieser Zufluß-und Abflußkanäle angeschlossen sind, zum Steuern der Verbindung zwischen einer Pumpe und einem vorzugsweise umschaltbar in beiden Richtungen beaufschlagbaren Druckenergieverbraucher, der einen Verbraucher mechanischer Energie, der in bestimmten Betriebszuständen mechanische Energie abzugeben vermag, antreibt, wobei der Längsschieber eine Ringnut aufweist, die in der Neutrallage des Längsschiebers einen mit der Pumpe verbundenen Ringraum in dem den Längsschieber umgebenden Gehäuse mit einem mit einer Ablaufleitung verbundenen Kanal verbindet und aus dieser Neutrallage verschiebbar ist in mindestens eine Lage, in der durch den Längsschieber der mit der Pumpe verbundene Kanal mit einem mit der Zulaufleitung zum Verbraucher verbundenen Kanal im Gehäuse verbunden ist und gleichzeitig ein mit der Rücklaufleitung des Verbrauchers verbundener Kanal durch den Längsschieber mit der Ablaufleitung verbunden ist, wobei

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in einer axialen Bohrung des Längsschiebers ein zum Drosseln des Stromes vom Verbraucher zum Abfluß dienender Bremskolben gegen die Kraft einer Feder verschiebbar angeordnet und auf einer Stirnseite von Druck beaufschlagbar ist, wobei dem Raum vor dieser Stirnseite die Druckflüssigkeit durch eine Zuflußbohrung im Längsschieber zufließt und wobei dieser Bremskolben seinerseits ebenfalls eine Ringnut aufweist, die in der gegen die Kraft der Feder verschobenen Lage des Bremskolbens Querbohrungen in dem Längsschieber miteinander verbindet, von denen bei verschobener Lage des Längsschiebers eine mit der Rücklaufleitung vom Verbraucher und die andere mit einem mit dem Behälter verbundenen Kanal verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuflußbohrung (17, 18) im

Längsschieber (2) eine Drosselstelle (19) angeordnet . ist und daß im Bremskolben (5) im weiteren Strom des durch die Zuflußbohrung (17, 18) zufließenden Druckmittelstromes eine weitere Drosselstelle (25) angeordnet ist und daß die Beaufschlagung der Stirnfläche (43) des Bremskolbens (5) von einem Raum (24) aus erfolgt, der in dem genannten Druckmittelstrom zwischen den beiden Drosselstellen (19 und 25) liegt.
2. Schieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Raum (24) vor der zweiten Drosseis te Ixe-'und dem Raum (44) vor der Stirnfläche (43) des Bremskolbens (5) durch einen Spalt am Umfang des Bremskolbens (5, 45) gebildet ist.
3. Schieberventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (24) vor der zweiten Drosselstelle mit dem Raum (44) vor der Stirnfläche (43) des Bremskolbens (5) durch einen zweiten Verbindungskanal

(46) verbunden ist, in dem ein zum Raum (24) vor der

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■) zweiten Drosselstelle (25) öffnendes Rückschlagventil (47) angeordnet ist.
4. Schieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Schließrichtung hintere Kante (35) der Ringnut (36) des Bremskolbens (5) als mit der Ringfläche (33) im Längsschieber (2) zusammenwirkender Ventilsitz (35* 33) ausgestaltet ist.
5· Schieberventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Umgehung des Ventilsitzes (33, 35) im Bremskolben (5) mindestens eine Umgehungsleitung (39* ^O) angeordnet ist.
6. Schieberventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Längsschieber (2) eine weitere Bohrung (22) derart angeordnet ist, daß sie. auf der den Zulauf zum Verbraucher steuernden Seite zur Drosselstelle (19) parallel geschaltet ist.

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