DE3127927A1

DE3127927A1 - Druckregelventil fuer fluessigkeiten

Info

Publication number: DE3127927A1
Application number: DE19813127927
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Albert 60580 Coye-la-Foret Lefevre; Antoine Théodore 93370 Montfermeil Mauboussin
Original assignee: Poclain 60330 Le Plessis Belleville Oise; Poclain SA
Current assignee: CASE POCLAIN LE PLESSIS-BELLEVILLE OISE FR
Priority date: 1980-07-21
Filing date: 1981-07-15
Publication date: 1982-06-09
Also published as: US4872472A; ES504088A0; ES8206053A1; GB2080499A; IT1144412B; CA1157740A; GB2080499B; IT8168010A0; BR8104665A

Description

Anmelderin: Stuttgart, den 10.7-1981

POCLAIN P 4084 S/Lö

60330 Le Plessis Belleville
PRAMKREICH

Vertreter:

Kohler - Sehwindling - Späth
Patent anwälte
Hohentwielstraße 41

Druckregelventil für Flüssigkeiten

Das Prinzip von hydraulischen Betätigungseinrichtungen ist bekannt. Ein oder mehrere Druckregelventile für Flüssigkeiten werden in solcher Weise betätigt, daß einer oder mehreren, hydraulisch betätigten Einrichtungen Flüssigkeit zugeführt wird, deren Druck als Funktion der Wünsche des Benutzers verändert werden kann.

In klassischer Weise enthält ein Druckregelventil drei Kammern mit abnehmendem Druck, nämlich eine Einlaßkammer für unter Druck stehende Flüssigkeit, eine Auslaßkammer, die zu den betreffenden hydraulischen Einrichtungen führt, und-,eine Kammer zum Rückführen nicht benutzter Flüssigkeit zu einem Behälter, der unter geringem oder keinem Druck steht. Wenn das Stellglied des Druckregelventiles von einem Schieber gebildet wird, gewöhnlich von einem axial·verstellbaren Schieber, entstehen unvermeidliche Leckagen zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer einerseits und der Auslaßkammer und der Rückführkammer andererseits. Außerdem gibt es weitere, parasitäre Erscheinungen, welche die destabilisierenden Wirkungen der Leckagen auf die Stellung des Schiebers unterstützen und insgesamt eine unerwünschte Instabilität des Schiebers hervorrufen, die zu Schwankungen des Druckes der die hydraulischen Einrichtungen speisenden Flüssigkeit führt.

Der Erfindung liegt in erster Linie die Aufgabe zugrunde, diese Instabilitäten zu vermeiden und ein neues Druckregelventil vorzuschlagen, dessen Anwendung bei hydraulischen Betätigungseinrichtungen eine hohe Stabilität und Genauigkeit dieser Einrichtungen zur Folge hat.

Demgemäß ist Gegenstand der Erfindung ein Druckregelventil für Flüssigkeiten, das aufgrund einer Druckverminderung arbeitet, bestehend aus

einem Ventilkörper,

einerEinlaßkammer für unter Druck stehende Flüssigkeit,

einer Auslaßkamsaer für Flüssigkeit mit geregeltem Druck, der geringer ist als der in der Einlaßkammer herrschende Druck,

einer Hüekführkammer für in einen gewöhnlich drucklosen Behälter zurückzuführende Flüssigkeit, deren Druck höchstens gleich und gewöhnlich geringer ist als der geregelte Druck in der Auslaßkammer

©inem in einer Bohrung des Ventilkörpers verschiebbaren Regelsehieber, der eine der drei folgenden Stellungen anzunehmen' vermag,, nämlich

ein© erste Stellung, in ireleher er einerseits die Auslaßkammer mit der Einlaßkammer über einen zwischen dem Schieber und dem Ventilkörper vorgesehenen, verstellbaren Raum verbindet und andererseits die Auslaßkammer von der Rückführkammer trennt, abgesehen von den Leckmengen, die zwischen dem Schieber und dem Ventilkörper abfließen,

©ine zweite Stellung, in welcher er die Auslaßkammer mit der Rückführkammer über einen zwischen dem Schieber und dem Ventilkörper vorgesehenen, verstellbaren Raum verbindet, und

eine Zwischenstellung, in welcher er₉ abgesehen von Leckmengen, die zwischen dem Schieber und dem Ventilkörper abfließen, die Auslaßkammer von der Einlaßkammer trennt,

ft-

ohne die der zweiten Stellung entsprechende Verbindung herzustellen,-

einem Organ zum Einstellen des Schiebers mit einem Stößel und

einem zwischen dem Stößel und dem Schieber angeordneten elastischen Glied.

Ein solches Ventil weist eine Einrichtung; auf, die in der Zwischenstellung des Schiebers die Aaslaßkammer mit der Rückführkammer verbindet und eine derart dimensionierte, kalibrierte Verengung bildet, daß die Stärke des diese Einrichtung durchfließenden i'lüssigkeitsstromes wenigstens gleich dem Maximalwert des Leckstromes ist, der in der Zv/ischenstellung des Schiebers von der Einlaßkammer zur Auslaßkammer fließt.

Vorzugsweise werden noch die folgenden, vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung angewendet:

Die genannte Verbindungseinrichtung wird von einem in den Schieber eingearbeiteten, kalibrierten Kanal gebildet, der in der Zwischenstellung des Schiebers die Auslaßkammer mit der Rückführkammer verbindet.

Der kalibrierte Kanal umfaßt einen axialen Abschnitt, der ständig mit der Auslaßkammer in Verbindung steht, und einen radialen Abschnitt, der in der genannten Zwischenstellunp; mit der Rückführkammer in Verbindung steht.

Der axiale Abschnitt des Kanals erstreckt sich bis zu

-h

einem Ende des Schiebers, ist jedoch an diesem Ende vevschloGSen und steht mit der Aunlaßkarawer mittels einen zusätzlichen, radialen Abschnittes ständig in Verbindung.

Der kalibrierte Kanal mündet in der Zwischenstellung des Schiebers in eine Nut, die im Schieber oder Ventilkörper angeordnet ist und mit der Rückführkammer in Verbindung steht.

Bei manchen besonderen Anwendungen ist eine spezielle Anpassung eines solchen Regelventils erforderlich, um einen Steuerkreis zu bilden, der sowohl sehr wirksam als auch kostengünstig ist.

Eine spezielle Anwendung, die eine solche Anpasssung hervorgerufen hat, findet sich bei einem Hydraulikbagger. Bei einer solchen Maschine treibt

ein Hauptmotor, gewöhnlich ein Dieselmotor, hydraulische Pumpen an, die ihrerseits die Druckflüssigkeit den verschiedenen hydraulischen Einrichtungen zuführen. Wenn der Baggerführer den flauptmotor abschaltet, ist die Druckmittelquelle der Maschine unwirksam, was sehr störend ist. Beispielsweise ist es erforderlich, den Verteiler zur Steuerung der Druckflüssigkeit für den Arbeitszylinder des Auslegers in eino Stellung zu bringen, in welcher der Arbeitszylinder mit einem drucklosen Behälter verbunden ist, wenn der Ausleger unter der Wirkung seines eigenen Gewichtes abgesenkt und auf den Boden aufgesetzt werden soll. Die Einstellung des Verteilers erfolgt gewöhnlich mittels kleiner Steuerzylinder, die an den Verteiler angeschlossen sind und nur funktio-

nieren, wenn sie mit Druckflüssigkeit gespeist werden. Das Fehlen einer Druckmittelquelle nach dem Abstellen des Hauptmotors erlaubt es daher nicht mehr, ein Absenken des Auslegers zu bewirken.

Um erneut eine Verstellung des Verteilers zu ermöglichen, ist es erforderlich, die Maschine mit einer handbetätigten Hilfspumpe zu versehen, die es erlaubt, nach dem Abschalten des Hauptmotors die Flüssigkeit unter einem ausreichenden Druck zu fördern, um dadurch den Verteiler für die Druckflüssigkeit des ArbeitsZylinders zu verstellen.

In einem Hydrauliksystem, das von einem ähnlichen Ventil Gebrauch macht, wie es oben beschrieben wurde, fördert diese Pumpe die Druckflüssigkeit durch das Ventil, das die Druckflüssigkeit dem Stellzylinder für den Verteiler zuführen soll.. Es zeigt sich dann, daß zwischen dem Stellzylinder und dem drucklosen Behälter über die kalibrierte Verengung in dem Druckregelventil eine ständige Verbindung besteht. Diese ständige Verbindung macht es unmöglich, das Stellventil für den Verteiler wirksam mit Druckflüssigkeit zu versorgen.

Es besteht die Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, indem ein spezieller Akkumulator mit ausreichend großem Volumen für Druckflüssigkeit vorgesehen wird, der gewährleistet, daß der Verteiler mit Sicherheit verstellt wird, wenn der Akkumulator nach dem Aufladen mittels der Handpumpe mit dem Stellzylinder in Verbindung gebracht wird, trotz des Abfließe.ns von Flüssigkeit durch die kalibrierte Verengung des Ventils. Diese Methode ist zwar wirksam, Je-

doch teuer, denn sie erfordert die Anwendung eines speziellen Akkumulators für die Druckflüssigkeit_o

Eine ebenso wirksame, jedoch weniger kostspielige Methode besteht nach der Erfindung darin, das Druckregelventil so auszubilden, daß die Verbindung zwischen dem Stellzylinder für den Verteiler und dea drucklosen Behälter über die kalibrierte Verengung in derjenigen Stellung des Schiebers des Ventils, in ii/elcher die Druckmittelquelle mit dem genannten Stellzylinder für den Verteiler in Verbindung steht, vollständig unterbrochen ist_o Auf diese Weise ist es möglich, selbst mit einer Hilfspumpe mit geringer Förderleistung den Flüssigkeitsverteiler zu verstellen, ohne daß ein Druckmittel·=Akkumulator zu Hilfe genommen werden muß_o

Gegenstand der Erfindung ist demnach auch ein Druckregel·= ventil, wie es oben beschrieben worden ist und bei dem weiterhin die genannte Verbindungs-Einrichtung, die in der Zwischenstellung des Schiebers die Verbindung zwischen der Auslaßkammer und der Rückführkammer herstellt, in der ersten Stellung des Schiebers die Verbindung zwischen der Auslaßkammer und der Rückführkammer unterbricht_o

Vorzugsweise wird die genannte Verbindungs-Einrichtung von einem Kanal gebildet, .der in den Schieber eingearbeitet ist und zwei Abschnitte umfaßt, nämlich einen axialen Abschnitt, der ständig mit der Auslaßkammer in Verbindung steht, und einen radialen Abschnitt, der einerseits ständig mit dem axialen Abschnitt sowie andererseits in der Zwischenstellung des Schiebers mit; der Rückführkammer in Verbindung steht, ,-jedoch in der

ersten Stellung des Schiebers durch die Wand der Bohrung verschlossen ist, in der der Schieber geführt ist.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sowie weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Es versteht sich, daß die Beschreibung und die Zeichnung nur der Erläuterung dienen und keinen beschränkenden Charakter haben. Es zeigen

Pig. 1 einen Axialschnitt durch eine erste

Ausführungsform eines Druckregelventils nach der Erfindung, dessen Schieber die Zwischenstellung einnimmt,

Fig. 2 und 3 das Ventil nach Fig. 1, jedoch mit in

seinen Extremstellungen angeordnetem Schieber,

Fig. 4 einen Axialschnitt durch eine zweite

Ausführungsform eines Druckregelventils nach der Erfindung,

Fig. 5 eine Hydraulikeinrichtung mit einer

ersten Ausführungsform eines Druckregelventils nach der Erfindung,

Fig. 6 eine liydraulikeinrichtung ähnlich Fig.

5, jedoch mit einer anderen Ausführungsform eines Druckregelventils nach der Erfindung,

-y-

Pig. 7 ein Detail des Druckregelventils nach

den Pig. 5 und 6 in vergrößertem Maßstab und

Fig. 8 und 9 Varianten des in den Druckregelventilen

nach den Fig. 5 und 6 verwendeten Schiebers.

Die in Fig. 1 veranschaulichte hydraulische Einrichtung umfaßt ein Druckregelventil 1, einen drucklosen Flüssigkeitsbehälter 2, eine Pumpe 3, die über ihre Saugleitung M- mit dem Behälter 2 und über ihre Druckleitung 6 mit einem Einlaß 5 des Ventiles 1 verbunden ist, ein Überdruckventil 7, das in einer Leitung 8 angeordnet ist, welche die Druckleitung 6 mit dem Behälter 2 verbindet, eine Rückleitung 9» die einen Rückführ-Auslaß 13 des Ventils 1 mit dem Behälter 2 verbindet, und einen Verbraucher 10, der über eine Leitung 11 mit dem Druckmittel-Auslaß 12 des Druckregelventils verbunden ist.

Die in Pig. 5 dargestellte hydraulische Einrichtung weist Merkmale auf, die mit der hydraulischen Einrichtung nach Pig. 1 übereinstimmen, und andere, die davon verschieden sind. Im einzelnen umfaßt die Einrichtung nach Pig. 5 ein Druckregelventil 1, einen drucklosen Flüssigkeitsbehälter 2, eine Hauptpumpe 3, die über ihre Saugleitung 4- mit dem Behälter 2 und über ihre Druckleitung 6a mit einem Flüssigkeitsverteiler 4-8 verbunden ist, der zwei Stellungen einzunehmen vermag, eine Leitung 6b, welche den Verteiler 48 mit dem Einlaß des Ventiles 1 verbindet, ein in der Leitung 6b angeordnetes Rückschlagventil 53, das nur einen Flüssigkeitsstrom vom Verteiler

vJ \ ί. I \J ί~ t

-ψ-

zum Einlaß 5 zuläßt, eine Hilfspumpe 4-9 mit manuellem Antrieb, die über ihre Saugleitung 51 mit dem Behälter 2 und mit ihrer Druckleitung 52 mit dem Abschnitt der Leitung 6b verbunden ist, der sich zwischen dem Rückschlagventil und dem Einlaß 5 befindet, ein Rückschlagventil 54-, das in der Leitung 5? angeordnet ist und den Durchtritt von Flüssigkeit nur von der Hilfspumpe 59 zum Einlaß 5 zuläßt, eine Leitung 6?, welche den Verteiler 4-8 mit dem Behälter 2 verbindet, ein Überdruckventil 7, das in einer Leitung 8 angeordnet ist, welche die Druckleitung 6a mit dem Behälter 2 verbindet, eine Rückleitung 9, die einen Rückführ-Auslaß 13 des Ventils 1 mit dem Behälter 2 verbindet, einen Stellzylinder 10 für einen Flüssigkeitsverteiler 55, der zwei Stellungen einzunehmen vermag, eine Leitung 11, welche den einen Verbraucher darstellenden Stellzylinder 10 mit einem Druckmittel-Auslaß 12 des Ventiles 1 verbindet,

einen Verteiler 55, der mit einer dem Stellzylinder 10 entgegenwirkenden Feder 56 versehen ist, welche den Verteiler in seine zweite Stellung bringt, wenn sie das Übergewicht besitzt, einen Arbeitszylinder 57, der beispielsweise zum Verstellen des Auslegers eines hydraulischen Löffelbaggers dient und dessen Zylinder 58 an einem Wiederlager, beispielsweise dem Chassis des als Beispiel erwähnten Löffelbaggers, befestigt ist, einen Kolben 59, der mit einer Kolbenstange 60 versehen und in dem Zylinder 58 verschiebbar gelagert ist, so daß er mit dem Zylinder eine Arbeitskammer 61 für die Druckflüssigkeit begrenzt, eine Masse 62, die an der Kolbenstange 60 angebracht ist und bestrebt ist, in der Kammer 61 enthaltene Druckflüssigkeit aus der Kammer auszutreiben,

wobei diese Masse 62 bei dem genannten Beispiel von dem Ausleger des Löffelbaggers gebildet werden kann, eine Leitung 63, welche die Arbeitskammer 61 mit dem Verteiler .· 55 verbindet, und eine Leitung 64, welche den Verteiler 55 mit dem Behälter 2 verbindet_o Von den beiden Stellungen, welche der Verteiler 48 einnehmen kann, entspricht die erste Stellung einer Verbindung des Abschnittes der Leitung 6bj der sich mischen dem Rückschlagventil 53 und dem Verteiler 48 befindet, mit den Leitungen 6a und 6?_s und die zweit® Stellung einer Verbindung zwischen den Leitungen 6a und 6b und einem Absperren der Leitung 67ο

Von den beiden Stellungen, die der Verteiler 55 einzunehmen vermag, entspricht die erste Stellung (Figo 6) einer Verbindung d©r Leitungen 63 und 64 und einem Übergewicht der Wirkung der Druckflüssigkeit in dem Stell= zylinder 10, während die zweite Stellung (Fig_o 5) einem Absperren der Leitungen 63 und 64 und einem Obergewicht der Druckfeder 56 entspricht=

Bezüglich des Aufbaues des Druckregelventils 1 ist zu bemerken, daß dieser Aufbau der gleiche ist in den Ausführungsformen nach den I'ig_o 1 bis 3 sowie auch den Ausführungsfornien nach den Figo 5 und 6, abgesehen von einer Neuerung im letzten Fall, die später behandelt wird, nämlich nach der Beschreibung der gemeinsamen Merlanale des Ventiles 1„

Dieses Druckregelventil 1 umfaßt einen Ventilkörper 14, eine im Ventilkörper 14 angebrachte Bohrung 15, zwei Kammern 16 und 17, die jeweils an einem Ende der Bohrung 15 angebracht sind, drei in den Ventilkörper 14 eingearbeitete Nuten, welche in die Bohrung 15 münden und

Q / O

J I L / Ό

-γ-

hintereinander zwischen den Kammern 16 und 17 in der folgenden Ordnung angebracht sind: Eine Einlaßnut 18, die über einen im Ventilkörper 14- angebrachten Kanal 19 ständig mit dem Einlaß 5 verbunden ist, eine Auslaßnut 20, die durch einen innerhalb des Ventilkorpers 14 angeordneten Kanal 21 ständig mit dem Auslaß 12 verbunden ist und eine Rückführnut 22, die über einen im Inneren des Ventilkorpers 14 angebrachten Kanal 23 ständig mit dem Rückführ-Auslaß 13 verbunden ist. Das Ventil umfaßt weiterhin einen im Ventilkörper 14- angeordneten Kanal 24, der ständig die Kammer 16 mit der Leitung 23 verbindet, einen im Ventilkörper 14 angeordneten Kanal 25, der ständig den Kanal 21 mit der Kammer 17 verbindet, einen in der Bohrung 15 verschiebbar angeordneten Schieber 26, der zwei Nuten 27 und 28 aufweist, die in der Stellung, die der Schieber in Fig. 1 einnimmt und die Zwischenstellung genannt wird, mit der Einlaßnut 18 bzw. der Auslaßnut 22 des Ventilkorpers in Verbindung stehen, einen Stößel 29, der koaxial zur Bohrung 15 im Ventilkörper 14 verschiebbar gelagert ist und eine Druckfläche 30 aufweist, eine erste Feder 31, die im Inneren der Kammer 16 zwischen zwei Scheiben 32, 33 angeordnet ist, die am Ende des Stößels 29 bzw. des Schiebers 26 angeordnet sind, eine zweite Feder 34, die im Inneren der Kammer 17 zwischen dem anderen Ende 66 des Schiebers 26 und dem Ventilkörper 14 angeordnet ist, und einen im Inneren des Schiebers angeordneten Kanal, der einen mit der Kammer 17 in Verbindung stehenden, axialen Abschnitt 35, einen radialen Abschnitt 36, der den axialen Abschnitt 35 mit der Oberfläche eines Abschnittes 65 des Schiebers 26 verbindet, der in der Bohrung 15 dicht geführt ist und die Nut 28 vom Ende 66 des Schiebers trennt, welches im Inneren der Kammer 17 angeordnet ist,

und eine kalibrierte Verengung 37, die sich in dem radialen Abschnitt 36 befindet.

Bezüglich der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 'I- ist zu bemerken, daß die Feder 31 bestrebt ist, den Schieber 26 in Richtung auf die Kammer 17 zu drücken, während die Feder 34 im Gegensatz dazu bestrebt ist, den Schieber in Richtung auf die Kammer 16 zu drücken. In der in Fig. 1 dargestellten Lage befindet sich der Schieber im Gleichgewicht unter der Wirkung der beiden Federn und der Wirkung der Druckflüssigkeit, die sich in der Kammer 17 befindet. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung trennt der Schieber 26, abgesehen von der Leckage zwischen dem Schieber und der Bohrung 16, die Kammer 16 von der Einlaßnut 18, die Einlaßnut 18 von der Auslaßnut 20, die"""Auslaßnut 20 von der Rückführnut 22 und die Rückfuhrnut 22 von der Kammer 17.

Endlich sind die beiden Kanten 39 und 40 des Schiebers, die dazu dienen, wahlweise die Verbindung zwischen den Nuten 18 und 20 bzw. 20 und 22 zu unterbrechen und in der in Fig. 1 gezeigten Stellung eine solche Unterbrechung tatsächlich bewirken, mit einen allmählichen Übergang bewirkenden Einschnitten 3ß versehen.

In den drei Nuten 18, 20 und 22 herrschen abnehmende Drücke von beispielsweise ^Obar, 10bar und 2bar. Man v/eiß, daß die Dichtigkeit, die mittels eines Schiebers zwischen Hohlräumen erzielbar ist, die unter unterschiedlichen Drücken stehen, nur mäßig ist. Es finden also zwischen der Bohrung 15 und dem Schieber Leckagen statt, und zwar eine erste Leckage von der ivi.nlaßnut 18 zur

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Auslaßnut 20 und eine zweite Leckage von der Auslaßnut 20 zur Rückführnut 22.

Allgemein wurde festgestellt, daß die erste Leckage größer ist als die zweite, so daß ein Flüssigkeits-Überschuß in die Auslaßnut 20 eintritt und eine Erhöhung des Druckes in der Kammer 17 hervorruft, die unerwünscht ist, weil sie ein Verschieben des Schiebers 26 zur Folge hat und dadurch Störungen im Druck der Flüssigkeit hervorruft, welche den Verbraucher 10 speist, beispielsweise einen Arbeitszylinder.

Bei dem vorliegenden Druckregelventil werden solche Störungen vermieden, weil der Überfluß an Druckflüssigkeit über die Kanäle 35 und 36 sowie die Verengung 37 zum Behälter 2 entweicht. Der Gesamtladungsverlust, der über diese beiden Kanäle und die kalibrierte Verengung stattfindet, wurde genau derart berechnet', daß die maximale Leckmenge abgeführt wird, die von der Einlaßnut 18 zur Auslaßnut 20 fließt und die auf klassische Weise berechnet werden kann. Auf diese Weise wird in allen Fällen die Leckmenge der Druckflüssigkeit abgeführt, wodurch jede unerwünschte Druckänderung; in der Auslaßnut 20 vermieden werden kann. In Fig. 1 sind durch Pfeile F 16, F 36 und F 18 die Flüssigkeitsströme schematisch angedeutet, die aus der Kammer 16 und dem Kanal 36 zum Behälter 2 fließen bzw. in die Üinlaßnut 18 eintreten.

Die Fig. 2 und 3 haben vornehmlich den Zweck, andere Stellungen des Schiebers 26 zu veranschaulichen.

Die erste andere Stellung ist in Fig. 2 veranschaulicht.

In dieser Stellung ist die Kraft F 30, die auf die Fläche 30 des Stößels 29 ausgeübt wird, groß und bewirkt ein Eindrücken des Schiebers 26 in Richtung auf die Kammer 17·.Der Schieber 26 trennt dann die Kammer 16 von der Nut 18«, Weiterhin verbindet die Wut 27 im Schieber die Einlaßnut 18 und di© Auslaßnut 20 des Ventilkörpers 14 (Pfeil G)₉ Die Verbindung erfolgt über den Raum, der sich zwischen des? Kant© 39 d®s Schiebers 26 und der Kante 41 des VeatilkÖ3?p©2?e 14, welche die Wut 20 begrenzt, befindet und der ein© Einengung des Flüssigkeitsstrom bildet, dis sin© Hoöiisisrung des Druckes swisch©a der Ein= laßnut 18 und dar Auslaßnut 20 bewirkt_o D©r Schieber 26 trennt weiterhin di© Auslaßnut 20 von der AbfühEmit 22, abgesehen voa des Leckage_o Dabei speist ein Flüssigkeitsstrom den Verbraucher (Pfeil H)₀

Die zweite- ander® Stellung ist in Figo 3 veranschaulicht und stellt sich ©in, wenn die Kraft F 30 schwach ist oder fehlt, was eine Verlagerung des Schiebers 26 zur Kammer 16 zur Folge hato In dieser Stellung trennt der Schieber 26 die Einlaßnut 18 von der Kammer 16, abgesehen von der Leckage_o Die Nut 28 des Schiebers verbindet die Auslaßnut 20 und die Abführnut 22 (Pfeil L) über den Raum, der sieh zwischen der Kante 40 des Schiebers 26 und der die Mut 20 begrenzenden anderen Kante 42 des Ventilgehäuses befindete Dieser Raum bildet widerum eine Verengung des Flüssigkeitsstromes, der eine zunehmende Verminderung des Druckes zwischen der Auslaßnut 20 und der Abführnut 22 zur Folge hat_o Dabei fließt die in dem Verbraucher enthaltene Flüssigkeit zur Nut 20 ab (Pfeil M) ο

ό I I I Ό Δ. 1

.2O

Die Ausführungsform nach. Fig. 4 ist in funktioneller Hinsicht mit der Ausführungsform nach Fig. 1 identisch, und weist nur die folgenden, strukturellen Unterschiede auf: Die in den Ventilkörper 14 eingearbeiteten Nuten folp;en im Anschluß an die Kammer 16 in der folgenden Ordnung aufeinander: Rückführnut 22, iiinlaßnut 18 und Auslaßnut 20. Der Schieber 26 ist vollkommen zylindrisch und weist keinerlei Nut auf, besitzt ,jedoch einen zentralen Kanal 45, der über öffnungen 44 in der Mantelfläche des Schiebers mündet und über andere öffnungen in der Nut 20. Die Öffnungen 44, die in der in Fig. 4 dargestellten Zwischenstellung durch die Bohrung 15 verschlossen sind, stehen entweder in einer ersten anderen Anordnung mit der Einlaßnut 18 oder in einer zweiten anderen Anordnung mit der Rückführnut 22 in Verbindixng und stellen dadurch eine Verbindung zwischen dem Verbraucher 10 und der Druckmittelquelle oder dem Behälter 2 her. Der radiale Kanal 56 mündet sbändig in der Rückführ- nut 22 und ist an den einzigen axialen Kanal 45 angeschlossen. Die Rückführnut 22 steht ständig unmittelbar mit der Kammer 16 in Verbindung, in welche sie mündet, weshalb die Notwendigkeit entfällt, einendem Kanal 24 entsprechenden Kanal vorzusehen. Die Auslaßnut 20 steht in analoger Weise unmittelbar und ständig mit der Kammer 17 in Verbindung, in welche sie mündet, so daß die Notwendigkeit entfällt, einen dem Kanal 25 entsprechenden Kanal vorzusehen.

Demgemäß erschein!;, ohne daß sich gegenüber der Ausführungsform nach den I.'¹!,·;. 1 bis 5 bezüglich der Funktion irgendetwas ändert, die Ausführungsform nach Fig. 4 in mancher Hinsicht bezüglich :ihres Aufbaues ein-

fächer als die Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 5.

Es sind auch noch die folgenden Besonderheiten festzustellen: Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 3 ist der Abstand d, der die Kanten 41 und 4-2 der Auslaßnut 20 trennt, im allgemeinen und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch tatsächlich kleiner als der Abstand D, der die einander gegenüberstehenden Übergangs-Schlitze 38 trennt, was dazu beiträgt, bei Ungleichheit der Gleichgewichtsdrücke die Druckschwan'kungen, die auf Leckagen zurückzuführen sind, hervorzurufen und zu verstärken. Eine ähnliche Erscheinung ist bei der Ausführungsform nach Fig. 4 festzustellen, bei der die Schulter des Ventilkörpers 14, welche die Einlaßnut 18 von der Rückführnut 22 trennt, allgemein größer ist als die Gesamthöhe H der öffnungen 44. Der axiale Kanal 43 des Schiebers nach Fig. 4 wird von einer von einem Ende des Schiebers ausgehenden Bohrung gebildet, die anschließend mit einem Gewinde 46 versehen und dann durch einen in das Gewinde eingedrehten Stopfen 47 verschlossen wird. Auf diese Weise wird der Schieber gegenüber hydraulischen Kräften unempfindlich, welche die Tendenz haben, beim Durchtreten von Flüssigkeit eine schnellere Verschiebung zu bewirken als bei rein statischem Druck.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Auofiihrungsbeispiele beschränkt, sondern erfaßt im Gegenteil auch Varianten, die daran vorgesehen werden könnten, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Varianten bei der Heaü isierur.i-'; der Erfindung könnten sich auch auf die folgenden Punkte beziehen:

- IV

Der Schieber braucht nicht geradlinig bewegbar, sondern könnte auch dx-ehbar sein.

Das verwendete Druckmedium könnte von einem komprimierten Gas gebildet werden.

Die Kraft F 30, die auf den Stößel 29 wirkt, kann entweder unmittelbar, beispielsweise von Hand, oder unmittelbar, beispielsweise mittels eines Elektromagneten, ausgeübt werden.

Der Druckverlust durch die inneren Kanäle 35 und 36 oder 36 und 43 sowie die Verengung 37 des Schiebers 26 kann auch durch ein oder mehrere Abflachungen an der Umfangsflache des Schiebers 26 erzielt werden, oder auch durch die Anwendung eines Durchmessers an dem in die Kammer ragenden Endes des Schiebers nach Fig. 1, der kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung 15.

Bezüglich der Ausführungsformen nach den Fig. 5 bis 9 erscheint es zweckmäßig, den speziellen Unterschied gegenüber den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 4-herauszustellen, welcher Unterschied vor allem in der Stellung der öffnung 68 des radialen Abschnittes 36 besteht, die zur Folge hat, daß dieser radiale Abschnitt nicht mehr in der Nut 28, sondern am Umfang des Abschnittes 65 des Schiebers mündet.

Die oben behandelten, wesentlichen Funktionsmerkmale bleiben erhalten, jedoch bedarf der Punktionsbereich, der mit der Anordnung der Öffnung 68 zusammenhängt, einer zusätzlichen Erläuterung.

Pigs 5 veranschaulicht die Gesamtheit der Anordnung, in welcher sich der Verteiler 4-8 in seiner ersten Stel«= lung und der Verteiler 55 in seiner zweiten Stellung befindet und die Hauptpumpe 3 zurück in den Behälter 2 fördert, während die Hilfspumpe 49 nicht in Betrieb isto Weiterhin befindet sich der Schieber 26 des Druckregelventils 1 in seiner Zv/ischenstellung, in der keine direkte Verbindung zwischen der Nut 20 und der Nut 18 bzw? der Nut 22 besteht_Q

Fig_s 6 veranschaulicht die Anordnung mit beiden Verteilern 48 und 55 in ihrer ersten Stellung, wobei die Hauptpumpe 5 keine Flüssigkeit in die Leitung 6b fördert, weil sie infolge Abschaltens des Antriebsmotors nicht arbeitet» Dagegen ist die Hilfspraip© 49 angetrieben und fördert Flüssigkeit durch den Einlaß 15 in den Kanal 19 ο

Figo 7 veranschaulicht mit ausgezogenen Linien die Stellung des Schiebers 26 in Bezug auf die Nut 22, die der Anordnung nach Fig. 5 entspricht= Dabei ist der obere Rand der Öffnung 68 vom unteren Rand 69, der den Boden der Nut 22 begrenzt, um eine Strecke Ly, entfernte In Figo 7 ist außerdem durch gestrichelte Linien die Stellung veranschaulicht, die der Schieber in der Anordnung nach FIg₀, 6 einnimmt, nach einer durch den Aufbau des Ventils 1 bestimmten Verschiebung des- Schiebers um die Strecke.Lp₉ die größer ist als die Strecke L^o Im letzten Fall ist der Kanal 36 des Schiebers 26 verschlossen, denn es wird die öffnung 68 dieses Kanals durch die Wand der Bohrung 15 im Ventilkörper 14 überdeckt»

ό ι ζ /az /

Demgemäß stellt der Schieber 26 In der Anordnung.nach Fig. 6 eine durch den Pfeil G veranschaulichte Verbindung zwischen den Kanälen 19 und 21 her und zwar über die Nuten 18, 27 und 20. Demgemäß fördert die Hilfspumpe 49 Druckflüssigkeit zum Stellzylinder 10. Die Nut 20 ist von der Nut 22 durch den Abschnitt des Schiebers getrennt, der sich zwischen diesen beiden Nuten befindet. Weiterhin ist der Leckstrom, der aus dieser Nut 20 durch die Kanäle 35 und 36 in der Anordnung nach Fig. 4 austritt, durch Verschließen der Öffnung 68 mittels der Bohrung 15 unterdrückt. Die von der Hilfspumpe 49 geförderte Flüssigkeit wird daher in ihrer Gesamtheit dem Stellzylinder 10 zugeführt, so daß es möglich ist, unabhängig von der Förderleistung der Hilfspumpe den Verteiler 55 in seine erste Stellung zu bringen. Es ist festzustellen, daß trotz Anhaltens der Hauptpumpe 3 die Arbeitskammer des Arbeitszylinders 57 mit dem Behälter 2 über die Leitungen 63, 64 und den Verteiler 55 in Verbindung gebracht werden könnte, so daß die Masse 62 unter der Wirkung ihres Eigengewichtes absinken konnte, was angestrebt worden war.

Es ist ersichtlich, daß das Unterdrücken des Leckstromes in der Anordnung nach B¹Xg. 6, dxe unerläßlich ist, um das bei der speziellen Anwendung des Ventils nach Fig. erwünschte Resultat zu erzielen, auch für die normale Funktion vorteilhaft ist, wenn die Hauptpumpe arbeitet und der Verteiler 48 seine zweite Stellung einnimmt. Tatsächlich ermöglicht das Unterdrücken dieses Leckstromes einerseits eine Verminderung des Verbrauches an hydraulischer Energie, weil .Energieverluste über die kalibrierte Verengung 37 vermieden werden, und andererseits das Zuführen der gesamten Fördermenge der Pumpe 3

zum Stellzylinder 10, wodurch die Ansprechzeit des Verteilers 55 auf einen Befehl zu seiner Verschiebung vermindert wird. Damit wird die Manövrierbarkeit der von diesem Verteiler gesteuerten hydraulischen Einrichtung verbessert.

Bei praktischen Ausführungsformen kann der Schieber 26 die in den Fig. 5 bis 7 dargestellte Form besitzen, aber auch gemäß Fig. 8 oder Fig. 9 ausgebildet sein. Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 wurde der radiale Abschnitt des im Schieber vorhandenen Kanals verdoppelt, so daß zwei einander diametral gegenüberstehende Abschnitte 36a und 36b vorhanden sind, die mit ihren Öffnungen 68a und 68b in der Mantelfläche des Abschnittes 65 des Schiebers 26 münden. Das Gleichgewicht des Schiebers 26 in der Bohrung 15 ist bei dieser Ausführungsform besonders befriedigend, was auf die einander diametral entgegengesetzten Wirkungen des Druckes auf den Schieber zurückzuführen ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 mündet die Öffnung 68d des einzigen Kanalabschnittes 36 in eine Ringnut 68c, die in den Abschnitt 65 des Schiebers 26 eingearbeitet ist. Auch in diesem Fall ist das Gleichgewicht des Schiebers im Inneren der Bohrung 15 befriedigend. Diese andere Ausführungsform des Ventils, die den Fig. 5 bis 9 entspricht, ist auch bei einem Ventil anwendbar, wie es Fig. 4 darstellt.

Im übrigen ist die Erfindung nicht auf die dargestellten AusführungsFormen beschränkt, sondern umfaßt im Gegenteil auch alle Variationen, welche diesen Ausführungsformen erfahren können, ohne den Kahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche

( Λ J Druckregelventxl, insbesondere für Flüssigkeiten, bestehend aus

einem Ventilkörper

einer Einlaßkamraer (18) für unter Druck stehende Flüssigkeit,

einer Auslaßkammer (20) für Flüssigkeit mit geregeltem Druck, der geringer ist als der in der Einlaßkammer herrschende Druck,

einer Rückführkammer (22) für in einem gewöhnlich drucklosen Behälter zurückzuführende Flüssigkeit, deren Druck höchstens gleich und gewöhnlich geringer ist als der geregelte Druck in der Auslaßkammer,

einem in einer Bohrung des Ventilkörpers verschiebbaren Regelschieber (26), der eine der drei folgenden Stellungen einzunehmen vermag, nämlich

eine erste Stellung (Fig. 2), in welcher er einerseits die Auslaßkammer (20) mit der Einlaßkammer (18) über einen zwischen dem Schieber und dem Ventilkörper vorgesehenen, ver- . stellbaren Raum verbindet und andererseits die Auslaßkammer (20) von der Rückführkammer (22) trennt, abgesehen von den Leckmengen, die zwischen dem Schieber (26) und dem Von-

tilkörper (14) abfließen,

eine aweite Stellung (Fig. 3), in welcher er die Auslaßkammer (20) mit der Rückführkammer (22) über einen zwischen dem Schieber und dem Ventilkörper vorgesehenen, verstellbaren Raum verbindet, und

eine Zwischenstellung (.Fig. 1), in welcher er, abgesehen von Leckmengen, die zwischen dem Schieber und dem Ventilkörper abfließen, die Auslaßkammer (20) von der Einlaßkammer (18) trennt, ohne die der zweiten Stellung entsprechende Verbindung herzustellen,

einem Organ (29) zum Einstellen des Schiebers (28) mit einem Stößel (29) und

einem zwischen dem Stößel (29) und dem Schieber angeordneten, elastischen Glied (31),

gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (35, 36, 57), die in der Zwischenstellung des Schiebers (26) die Auslaßkammer (20) mit der Rückführkammer (22) verbindet und eine derart dimensionierte, kalibrierte Verengung bildet, daß die Stärke des diese Einrichtung durchfließenden Flüssig-" keitsstrbmes wenigstens gleich dem Maximalwert des Leckstromes ist, der in der Zwischenstellung des Schiebers von der Einlaßkammer (18) zur Auslaßkamraer (20) fließt.
2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Verbindungs-Einrichtung von einem in den Schieber (26) eingearbeiteten, kali=-, brierten Kanal (35₉ 36, 37) gebildet wird, der in der Zwischenstellung des Schiebers die Auslaßkammer,(20) mit der Rückführkaramer (22) verbindet_o
3. Druckregelventil nach Anspruch 2_S dadurch gekennzeichnet j daß der kalibrierte Kanal (35, 36, 37) einen axialen Abschnitt (35), der ständig mit der Auslaßkammer (20) in Verbindung steht, und einen radialen Abschnitt (36), der in der genannten Zwischenstellung mit der Rückführkammer (22) in Verbindung steht, umfaßt»
4«, Druckregelventil nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß sich der axiale Abschnitt des Kanals bis zu einem Ende des Schiebers erstreckt, ,^jedoch an diesem Ende verschlossen ist und mit der Auslaßkammer (20) mittels eines zusätzlichen, radialen Abschnittes (45) ständig in Verbindung steht_o
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kalibrierte Kanal in der Zwischenstellung des Schiebers in eine Wut (28 oder 22) mündet, die im Schieber (26) oder Ventil-. körper (14) angeordnet ist und mit der Rückführkammer (22) in Verbindung steht_o
6. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Verbindungs-Einrichtung in der ersten Stellung des Schiebers die

Verbindung zwischen der Ausloßkammer (20) und der Riickiuhrkammer (22) unterbricht (Fig. 6).
7. Druckregelventil nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abschnitt (36) des Kanals in der ersten Stellung des Schiebers (26) durch die Wand der Bohrung 05), in der der Schieber geführt ist, verschlossen ist.