-
-
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, fUr die Steuerung des Bremskolbens auf der jeweiligen Abflußseite ein
geeignetes Drucksignal zu erhalten, weilauf 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 Rticksicht auf die zur Steuerung beider Bewegungsrichtungen
gewünschte Symmetrie Jeweils gegen eine gleich starke Feder abgestützt ist. Eine
in Funktion und Wirkung gute Lösung dieser Aufgabe ist durch die DE-OS 2 647 140
bekannt. Diese Lösung erfordert jedoch
zusätzliche Verbohrungen
im Gehäuse.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde"ohne solche
zusätzlichen Bohrungen im Gehause eine Ventilanordnung mit Bremskolben zu schaffen,
die ein stetiges Bremsen der als Verbraucher vorgesehenen Einrichtung ermöglicht
und verhindert, daß diese sich---hneDer bewegt als dem von der Pumpe zufließenden
Strom entspricht, um so FUllungsmangel zu verhindern.
-
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 Erfi«ng wird im fonden 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 Bohrungen 4 ein Bremskolben 5 verschiebbar ist.
-
In dem Gehäuse 1 sind mehrere Kanäle vorgesehen, die als radial zur
Bohrung 3 angeordnete Bohrungen oder als Ringhohlraum um die Bohrung 9 herum angeordnet
sind. Von diesen Kanälen ist der Kanal 6 und der Kanal 7 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-
näle lo, 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 13 mit der Pumpe verbunden ist, wiihrend in den Aussteuerlagen dieses weiteren
Schiebers der Kanal 13 abgesperrt ist.
-
In dem Ventilschieber 2 ist eine Ringnut 14 vorgesehen, die in der
in der Zeichnung dargestellten Neutrallage des Ventilschiebers 3 den Kanal 13 mit
dem Kanal 12 verbindet. Zusätzliche Seitenbohrungen 15 und 16 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 mandel, und zwar in einem
Bereich dieser Bohrung 4, der ständig mit der Ringnut 20 in den Bremskolben 5 in
Verbindung steht.
-
In Umfangsrichtung versetzt gegenüber der Bohrung 17 ist eine weitere
Bohrung 21 in dem LZngsschieber 2 vorgesehen, von der a US eine weitere Bohrung
22 ebenfalls in der Bohrung 4 rpUet. Die Bohrung 21 ist dabei derart vorgesehen,
daß sie bei einer Verschiebung des tängsschiebers 2 aus der Neutrallage heraus vor
der Wand der Bohrung 3 zwischen den Kanälen 7 und 9 bzw. 6 und 8 liegt.
-
In dem Bremskolben 5 geht von der Ringnut 20 aus radial eine weitere
Bohrung 23 zu einem Innenraum 24,an den
Uber 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 F>der-29 abgestUtzt,
die sich andererseits gegen einen Verschlußstopfen 3o abstUtzt. Im voll ausgesteuerten
Zustand des Bremskolbens 5 legt sich dieser mit seiner Stirnfläche 27 gegen einen
Fortsatz 31 des Stopfens 30 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 4 eine Ringfläche 33 bildet, gegen
die der Bremskoiben 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 ustand 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 )7 mit dem Kanal 9 und auf der deren Seite die Bohrung 37a mit dem
Kanal 6 und die Bohrung 38a mit dem Kanal 8 in Verbindung kommt. Bei Aussteuerung
des Langsschiebers 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 Bohiung 37 mit
dem Kanal 7 und die Bohrung 38 mit dem Kanal 9 in Verbindung kommt.
-
Zwecks Umgehung des Ventilsitzes 33, 35 ind in den Bremskolben 5 zwei
Bohrungen 39 und 40, 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
gUnstiger
zu gestalten.
-
Die Ringnut 20 steht Uber 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 43 an einem
Stopfenteil 42,der in dem Bremskolben 5 hineingeschraubt ist, gebildet, In dem Stopfenteil
42 ist eine L:;ngsbohrung 46 vorgesehen, die durch eine R5ckschlagventilkugel 47
abschließbar ist, wobei diese sich gegen eine Feder 48 abstützt. Der Raum von 44
vor der Stirnfläche 43 des Bremskolbens 5 steht somit Uber den Kanal 46 und das
RUckschlagventil 47, 48 mit dem Raum 24 in Verbindung.
-
Die Wirkungsweise ist folgende: Bei ausgesteuertem Lrngsschieber 2
steht auf der Pumpenzuflußseite die Bohrung 17 mit dem Kanal 7 in Verbindung, so
daß. Druckmittel von der Pumpe Uber den Kanal 7 die Bohrung 17, die Bohrung 18,
die Drosselstile 19, die Bohrung 23, den Raum 24,die weitere Drosselstelle 25 und
die Längsbohrung 26 zu dem mit einem drucklosen Ablauf in Verbindung stehenden Raum
vor der Stirnfläche 27 des Bremskolbens 5 fließt. Durch die hintereinander Coschalteten
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 VzrhEltnis der Weiten der beiden Drosselstellen 19 und 25 gebildet
ist. Wird angenommen, daß die beiden Drosselstellen 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 herrstht, herrscht aber auch in der Ringnute 20 und teilt'
sich somit Uber den Spalt am Umfang des Teiles 45
dem Raum 44 mit,
so daß durch die Wirkung des Drucks auf die Stirnfläche 43 der Bremskolben gegen
die Kraft der Feder 29 verschoban 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 Flllssigkeit
sehr rasch durch das RUckschlagventil 47 in den Raum 24 und von diesem durch die
Längsbohrung 26 abfließen kann; wobei die Drosselwirkung.3er Drosselstelle 25 wesentlich
geringer ist als die Drosselwirkung am Spalt am Teil 45.
-
Sitzventile in Verbindung mit LEngsschievern vorzusehen, ist an sich
bekannt. Ublicherweise 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 hqer anstelle eines Sitzventils in Ublicherweise nur
eine Kante an einer Bohrung und eine Kante am Ubergang der Ringnut 36 zu dem jetzt
Uberlegungsmäßig zylindrisch gedachten Teil des Bremskolbens 5 vorgesehen, so mUßte
der Bremskolben 5 zum Erzielen einer Dichtwirkung ziemlich tief eintauchen, um eine
Dichtwirkung zu ergeben, mit der weiteren Folge,daß beim Offenen der Bremskolben
5 einen ziemlichen Weg zurüeklegen müßte und fUr dieses ZurUcklegen des Weges eine
ziemliche Zeit verstreicht, bis die Kante der Ringnut 36 freigegeben ist. Durch
die Anwendung der Ausgestaltung als Sitzventil wird aldie Totzeit wesentlich verringert.
-
Durch die Anwendung der aus den Drosselstellen 19 und 25 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 Abflußseite
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 FUllungsmangel
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 zufließep, 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.