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Dreistellungs-Steuerventil
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BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein Dreistellungs-Steuerventil
der im Oberbegriff des im Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Ein aus der DE-PS 16 48 012 bekanntes Steuerventil dieser Art arbeitet
in einer hydraulischen Steuervorrichtung nach dem Prinzip einer Druckwaage. Ein
dem Dreistellungs-Steuerventil vorgeschaltetes Ventil wird zur Schaffung dieser
Druckwaage über eine Hilfssteuerleitung der art druckvorgesteuert, daß in der Neutralstellung
des Steuerventils die Hilfssteuerleitung über den kleinquerschnittigen Strömungsweg
im Kolbenschieber mit der Rücklaufleitung verbunden ist, so daß das Ventil vom Speisedruck
in
der Offenstellung gehalten wird und das Druckmittel über eine Bypass-Leitung unmittelbar
in die getrennt vom Kolbenschieber abgeführte Rücklaufleitung fließt und die Zufuhrleitung
zum Dreistellungs-Steuerventil ist dann drucklos. Die Verbraucherleitung wird über
eine weitere und ebenfalls über den Kolbenschieber geführte Hilfssteuerleitung angezapft,
die bei einer Verstellung des Steuerventils in eine Steuerstellung den Vorsteuerdruck
für das Ventil erzeugt, wobei gleichzeitig die andere Hilfssteuerleitung durch Absperren
des kleinquerschnittigen Strömungsweges zur Rücklaufleitung abgesperrt wird. Das
Ventil läßt nunmehr soviel Druckmittel über die sypass-Leitung in die Rücklauf leitung
ab, wie es der Druckdifferenz zwischen dem Vorsteuerdruck einschließlich einer federkonstanten
(und dem entgegenstehenden Speisedruck) entspricht. Bei dieser Ausbildung ist der
bauliche Aufwand im Steuerventil ungünstig der für die Funktion der Druckwaage benötigt
wird.
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Es ergibt sich zwar ein einwandfreies mengenregelndes Steuerverhalten
der Steuervorrichtung, jedoch ist dies für einfachere Anwendungszwecke nicht immer
erforderlich.
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Das Steuerventil ist teuer in der Herstellung und nur für den jeweiligen
speziellen Einsatzzweck ausgelegt.
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Aus der DE-PS 21 52 830 ist ein Dreistellungs-Steuerventil einer anderen
Art bekannt, bei dem der sogenannte drucklose Durchlauf und damit die Rücklaufleitung
über den Kolbenschieber selbst geführt wird. Dazu durchsetzt den Kolbenschieber
in der Ebene der Druckzufuhrleitung und um 900 zu dieser versetzt ein Strömungsweg
mit großem Querschnitt, über den in der Neutralstellung das von der Druckquelle
kommende Druckmittel direkt in den Rücklauf strömt.
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Sobald der Kolbenschieber aus der Neutralstellung in eine Steuerstellung
bewegt wird, sperrt er den Strömungsweg ab, so daß der Speisedruck in der Zufuhrleitung;ansteht,
wo ihn der Steuerschieber in die ausgewählte Verbraucherleitung führt. Da in der
Neutralstellung das ganze Druckmittel
durch den Strömungsweg im
Kolbenschieber geht, ergibt sich ein unzweckmäßig hoher Durchflußwiderstand bei
drucklosem Durchlauf, der die Größe des Kolbenschiebers und damit des für diesen
Anwendungsfall notwendigen Dreistellungs-Steuerventils bestimmt. Obwohl für die
Druckbe-.aufschlagung der Verbraucherleitungen ein kleinerer Kolbenschieber oft
ausreicht, muß in Abhängigkeit vom Durchflußwiderstand ein größerer Kolbenschieber
und damit ein grösseres Steuerventil verwendet werden. Als weiterer Nachteil ergibt
sich bei hohem Speisedruck infolge des notwendig großen Durchgangsquerschnitts für
den Strömungsweg eine einseitige Druckkraft am Kolbenschieber, wenn diese in einer
Steuerstellung steht und den Strömungsweg absperrt.
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Diese einseitige Kraft verhindert eine feinfühlige Kolbenschieberbewegung.
Es wurde zwar bei einer Ausführungsform dieses Steuerventils vorgeschlagen, den
drucklosen Durchlauf im Kolbenschieber in zwei parallele Leitungen miteinwander
in gegengesetzte Strömungsrichtungen aufzuzweigen, so daß in den Steuerstellungen
die Kräfte des Druckmittels am Kolbenschieber einander aufheben und dieser druckausgeglichen
bleibt. Jedoch ist auch hierbei der Durchflußwiderstand bei drucklosen Durchlauf
infolge der mehrfachen Umlenkung und der verhältnismäßig engen Durchgänge im Kolbenschieber
unzweckmäßig groß und es muß der Kolbenschieber im Hinblick auf den Durchflußwiderstand
unzweckmäßig größer ausgelegt werden. Abgesehen davon sind für diese Aufzweigung
aufwendig und für die Herstellung des Steuerventils erheblich verteuernde Maßnahmen
erforderlich.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Dreistellungs-Steuerventil
der eingangs genannten Art zu schaffen, das baulich einfacher und in der Herstellung
preiswerter ist, als das bekannte Steuerventil mit Druckwaagenfunktion, bei dem
trotz hoher Förderleistung und
hohem Speisedruck ein optimal kleiner
Kolbenschieber eingesetzt werden kann, ohne daß in der Neutralstellung ein unzulässig
hoher Durchflußwiderstand auftritt, und das universell für unterschiedliche Speisetritte
und Förderleistungen einsetzbar ist.
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Das gestellte Problem wird erfindungsgemäß durch den im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Diese Ausbildung des Dreistellungs-Steuerventils ist baulich einfach
und in der Herstellung preiswert, da der zusätzliche Strömungsweg im Kolbenschieber
einfach unterzubringen ist. Diese Lösung stellt zwar einen Kompromiß dar, dem man
bisher aus dem Wege gegangen ist, da man entweder den kleinen Strömungsweg im Kolbenschieber
und dafür eine getrennte Rücklaufleitung (bei Druckwaagenprinzip) oder einen großen
Strömungsweg im Kolbenschieber und dafür keinen kleinen Strömungsweg mehr vorgesehen
hatte. Uberraschen erbringt aber der Kompromiß neben der preiswerten Herstellung
den Vorteil eines geringen DurchfluBwiderstandes in der Neutralstellung und eine
besonders universelle Verwendbarkeit des Steuerventils. So kann ein und derselbe
Steuerventiltyp bei niedrigen Förderleistungen mit verschlossenen kleinquerschnittigen
Strömungsweg im Kolbenschieber benutzt-werden, wo in der Neutralstellung das gesamte
Druckmittel über den großen Strömungsweg fließt.
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Bei mittleren Förderleistungen werden beide Strömungswege für das
Druckmittel benutzt, das zum Rücklauf fließt. Bei hohen Förderleistungen und großem
Speisedruck wird der kleine Strömungsweg als Hilfssteuerkanal benutzt, der zwar
auch Druckmittel zum Rücklauf strömen läßt, aber hauptsächlich zum Steuern eines
vorgeschaltenen Ventils benutzt wird, das in der Neutralstellung nur einen Teil
des Druckmittels über den großen Strömungsweg führt, während
der
andere Teil des Druckmittels über eine Bypass-Leitung unmittelbar in den Rücklauf
geht. Dies ist für die Praxis ein besonders schwerwiegender Vorteil, da man in der
Größe des Kolbenschiebers unabhängig vom Durchflußwiderstand in der Neutralstellung
ist.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht aus Anspruch 2
hervor. Eine strörende einseitige Anpressung des Xolbenschiebers ist nicht mehr
zu befürchten, da der Durchflußquerschnitt des größeren Strömungsweges entsprechend
gewählt ist.
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In der Praxis hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Kolbenschieber
so zu gestalten, wie es bei der Ausführungsform vom Anspruch 3 erläutert wird. Obwohl
die beiden Strömungswege voneinander vollständig getrennt sind, sind sie sozusagen
verwandt, da sie nur jeweils in der Neutralstellung offen sind. Deshalb ist es zweckmäßig,
sie in einem axialen Bereich des Kolbenschiebers unterzubringen. Dies schließt aber
nicht aus, sie auch an axial getrennten Bereichen anzuordnen, wenn diese aus Platzgründen
erforderlich ist.
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Eine weiterhin vorteilhafte Ausführungsform der- Erfindung, bei der
der Kolbenschieber in einer Gehäusebohrung gelagert ist, in die an einer Seite die
Zuführleitung und an der gegenüberliegenden Seite und in Bohrungslängsrichtung seitlich
versetzt die Verbraucherleitung und die Rücklaufleitung münden, und bei der der
Kolbenschieber vor der Zuführleitungsmündung und vor der Verbraucherleitungsmündung
jeweils eine in Kolbenschieberlängsrichtung verlaufende Strömungsführungstasche
sowie diese verbindende, beabstandete Querkanäle besitzt, geht aus Anspruch 4 hervor.
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In diesem Längsbereich des Kolbenschiebers ist ausreichender Platz
und auch eine gute Uberdeckung für die Strömungswege gewährleistet, ohne daß die
Länge des ohnehin optimal klein auslegbaren Kolbenschiebers für diese bauliche Maßnahme
vergrößert zu werden hräuchte.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung läßt auch Anspruch
5 erkennen. Bei dieser Ausbildung wird sichergestellt, daß beim Verstellen des Steuerventils
in die Steuerstellung in unerwünschter Druckstoß vermieden wird, da der großquerschnittige
Strömungsweg jeweils voreilend zum kleinquerschnittigen Strömungsweg freigebbar
bzw. nacheilend zu diesem absperrbar ist. Bei einer Verstellung des Kolbenschiebers
wird nämlich zuerst der kleinquerschnittige Strömungsweg geschlossen, wodurch ein
voreilender Druck im Puls entsteht, ehe nacheilend der großquerschnittige Strömungsweg
nach Art einer Blende allmählich geschlossen wird, so daß insgesamt ein schlagartiger
Druckaufbau in der Zufuhrleitung vermieden wird. Der voreilende Druckimpuls beim
Schließen des kleinquerschnittigen Strömungsweges kann gut zu Vorsteuerzwecken genutzt
werden.
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Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung, bei einer
hydraulichen Steuervorrichtung mit einem in der Zufuhrleitung angeordneten, an eine
konstanten Speisedruck liefernde Quelle angeschlossenen, druckvorgesteuerten Ventils,
von dem eine Bypass-Leitung zu einer vom Steuerventil getrennt verlaufenden Rücklaufleitung
führt und das an eine Hilfssteuerleitung angeschlossen, die in der Neutralstellung
des Dreistellungs-Steuerventils über den Strömungsweg im Kolbenschieber mit der
Rücklauf leitung verbunden ist, und bei der das Ventil in der Neutralstellung des
Dreistellungs-Steuerventils die Druckquelle mit der Bypass-Leitung und in einer
Steuerstellung des Dreistellungs-Steuerventils die Druckquelle mit der Zuführleitung
verbindet,
geht aus Anspruch 6 hervor. Da in der Neutralstellung
des Dreistellungs-Steuerventils das Druckmittel sowohl über die Speisedruckzweigleitung
und das Dreistellungs-Steuerventil als auch direkt über die Bypass-Leitung zur Rücklaufleitung
gelangt, tritt auch bei hoher Förder leistung und hohem Speisedruck kein nennenswerter
Durchflußwiderstand auf. Die Größe des Kolbenschiebers ist nicht mehr abhängig vom
Durchflußwiderstand in der Neutralstellung. In den Steuerstellungen bleibt die einseitige
Druckbelastung für den Kolbenschieber so gering, daß er nicht nennenswert an einer
Verstellbewegung gehindert wird. Mit dem Steuerventil ergibt sich ein Regelverhalten
der Steuervorrichtung, das dem bei einer Druckwaage vorliegenden angenähert ist,
da der Druck in der Zufuhrleitung zum Dreistellungs-Steuerventil nicht schlagartig
aufgebaut wird, sondern da der nach Art einer Blende allmählich schließende, großquerschnittige
Strömungsweg einen allmählichen Druckaufbau bis zum in der Verbraucherleitung herrschenden
Druck ermöglicht. Eine solche hydrauliche Steuervorrichtung mit dem neuen Steuerventil
stellt eine preiswerte Lösung zur Drucksteuerung bei einfachen Kränen oder Mobilkränen
oder im allgemeinen Fahrzeugbau dar, wo keine so hohen Anforderungen gestellt sind,
daß eine Druckwaagenfunktion erforderlich ist, und wobei der Gesichtspunkt eines
möglichst kleinen und universell einsetzbaren Kolbenschiebers wichtig ist.
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Eine weitere, zweckmäßige Maßnahme geht aus Anspruch 7 hervor. Den
Vorsteuerdruck für das Schaltventil erzeugt der Schließkolben oder der Schieber
mit der Drosselöffnung selbsttätig und unmittelbar aus dem Speisedruck.
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In der Neutralstellung des Steuerventils ist trotzdem kein unerwünschtes
Schließen des Schaltventiles zu befürchten, da die Hilfssteuerleitung den Vorsteuerdruck
über den kleinquerschnittigen Strömungsweg im Kolbenschieber ständig in die Rücklaufleitung
abbaut.
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Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung, bei der in
einer Steuervorrichtung mehrere Dreistellungs-Steuerventile mit ihren Gehäusen aneinander
gesetzt sind, ist schließlich aus Anspruch 8 entnehmbar. Mit dem einfachen Schaltventil
wird - wie üblich - die Druckversorgung jedes einzelnen Dreistellungs-Steuerventils
der Gruppe gesteuert. Der Förderstrom geht in der Neutralstellung zu einem Teil
durch die Gehäuse und zum anderen Teil durch den Bypass unmittelbar in den Rücklauf.
Bei einer großen Anzahl aneinander gesetzten Steuerventile ist der Durchflußwiderstand
in der Neutralstellung gering.
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Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
erläutert:
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer
Steuervorrichtung, in der Neutralstellung, Fig. 2 in schematischer Darstellung die
Steuervorrichtung von Fig. 1 in einer Steuerstellung, Fig. 3 einen Schnittedurch
ein Dreistellungs-Steuerventil in der Ebene III-III von Fig. 5, das in der Steuervorrichtung
der Fig. 1 und 2 Verwendung findet, Fig. 4 einen in dem von Fig. 3 entsprechenden
Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines Dreistellungs-Steuerventils, Fig.
5 einen Längsschnitt durch das Dreistellungs-Steuerventil von Fig. 1 in der Ebene
V-V, und Fig. 6 ein Diagramm, das schematisch das Steuerverhalten der Steuervorrichtung
andeutet.
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Gemäß den Fig. 1 und 2 weist eine Steuervorrichtung 1, wie sie beispielsweise
in Fahrzeug- oder Kransteuerungen zur Beaufschlagung von einfach wirkenden oder
doppelt wirkenden Hydromotoren verwendet wird, mehrere blockartig mit ihrem Gehäusen
aneinandergesetzte Dreistellungs-Steuerventile 2 2- sowie ein diesen vorgesetztes
Schaltzentil 3 auf, welches als einfaches Zweistellungs-Ventil ausgebildet ist.
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Zur Druckversorgung ist eine konstanten Speisedruck und eine konstante
Förderleistung liefernde Druckquelle 4 (HydrauliRpumpe) vorgesehen, die über eine
Speisedruckleitung 5 an einen Anschluß 10 desSchaliventils 3 angeschlossen ist.
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Eine Zweigleitung 5d führt zu einer Rücklaufleitung 7 und ist durch
einen Sicherheits-Druckbegrenzer üblicher Bauart abgesichert, der bei Uberschreiten
einer Systemdruckgrenze eine direkte Verbindung zur Rücklaufleitung öffnet. VQn
Anschluß
10 des Schalwentiles 3 führt eine Zuführleitung Sb über
Zuführzweigleitungen 5c zu den jeweiligen Druckanschlüssen der Dreistellungs-Steuerventile
2,2-. In den Dreistellungs-Steuerventilen sind jeweils in den Fig. 1 und 2 nicht
dargestellte Kolbenschieber enthalten, die aus einer Neutralstellung N in jeweils
eine erste Steuerstellung I und eine zweite Steuerstellung II verstellbar sind und
in bekannter Weise die Druckbeaufschlagung in Verbraucherleitungen , B derart steuern,
daß in der Neutralstellung beide Verbraucherleitungen A, B abgesperrt sind, daß
in einer Steuerstellung die eine Verbraucherleitung an die Druckzuführleitung 5c
angeschlossen ist, während die andere Verbraucherleitung über eine Rücklaufzweigleitung
7c an die Rücklaufleitung angeschlossen ist, bzw. umgekehrt.
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Im Schaltventil 3 -führt der Anschluß 10 zu einer Arbeitskammer 9,
die durch einen Schließkolben 12 begrenzt wird, der in einer Steuerkammer 14 zwischen
einer öffnungsstellung und einer Schließstellung, in der er auf einem Sitz 18 -aufsitzt,
hin und her verschiebbar gelagert ist.
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Aus der Kammer 9 führt seitlich ein Anschluß 11 zu einer Rücklauf-Bypass-Leitung
7a, die an die Rücklauf leitung 7 angeschlossen ist. Im Schließkolben 12 ist eine
Drosselbohrung 17 vorgesehen, durch welche das Druckmittel aus dem Anschluß 10 ständig
in die Steuerkammer 14 strömen kann. In der Steuerkammer 14 ist ferner eine Feder
15 angeordnet, die den Schließkolben 12 ständig in Richtung auf den Sitz 18 , d.
h. auf seine Schließstellung zu, belastet. Die Steuerkammer 14 ist an eine Hilfssteuerleitung
15 angeschlossen, die über die Dreistellungs-Steuerventile 2,2- bzw. Durchgänge
16 in den Kolbenschiebernmit der Rücklaufleitung 7 verbunden ist. Die Durchgänge
16 in den Kolbenschiebern stellen die Verbindung von der Steuerkammer 14 zur Rücklauf
leitung 7 jedoch nur in der
Neutralstellung der Kolbenschieber
her. In jeder Steuerstellung werden diese Durchgänge abgesperrt.
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Von der Speisedruckleitung 5 zweigt eine Speisedruckzweigleitung 5a
ab, die das Schaltventil 3 umgeht und über Dreistellungs-Steuerventile 2,2- ebenfalls
an die Rücklaufleitung i angeschlossen ist. Zu diesem Zweck ist in jedem Kolbenschieber
ein Durchgang 8 vorgesehen, derart, daß die Speisedruckzweigleitung 5a nur dann
mit der Rücklaufleitung 7 verbunden ist, wenn der bzw. die Kolbenschieber in der
Neutralstellung stehen. In jeder Steuerstellung sind die Durchgänge 8 abgesperrt.
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In Fig. 1 ist die Steuervorrichtung in der Neutralstellung gezeigt,
in der die Steuerkammer 14 über die Hilfsteuerleitung 15 und die offenen Durchgänge
16 mit der Pvücklauf leitung 7 verbunden ist, und in der auch die Speisedruckzweigleitung
5a über die offenen Durchgänge 8 mit der Rücklaufleitung verbunden ist. Der am Schließkolben
12 anstehende Speisedruck aus der Speisedruckleitung 5 hält den Schließkolben 12
in der Offenstellung, in der eine unmittelbare Verbindung zwischen der Speisedruckleitung
5 und der Bypass-Leitung 7a zur Rücklaufleitung 7 offen ist. Der Druckbegrenzer
6 ist geschlossen. Das von der Druckquelle 4 kommende Druckmittel wird - aufgeteilt
auf die Rücklaufleitung 7 und die Speisedruckzweigleitung 5a - im wesentlichen drucklos
durch die Steuervorrichtung gefördert. In den Verbraucherleitungen A, B herrscht
entweder kein Druck oder der jeweilige Verbraucherdruck.
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In Fig. 2 ist die Steuervorrichtung 1 von Fig. 1 in einer Steuer stellung
dargestellt, und zwar ist das Dreistellungs-Steuerventil 2 in seine erste Steuerstellung
I geschaltet, während das Dreistellungs-Steuerventil 2- noch in der Neutralstellung
steht. Die Durchgänge 8, 16 für die Hilfssteuerleitung
15 und
die Speisedruckzweigleitung 15a sind unterbrochen, was zur Folge hat, daß durch
die Drosselöffnung 17 in der Steuerkammer 14 ein vom Speisedruck abhängiger Vorsteuerdruck
aufgebaut wird, der den Schließkolben 12 in seine Schließstellung auf den Sitz 18
preßt, wobei - was nicht dargestellt ist - dann die dem Speisedruck ausgesetzte
Beaufschlagungsfläche des Schließkolbens 12 kleiner ist, als die in der Steuerkammer
den Vorsteuerdruck ausgesetzte Beaufschlagungsfläche. Die Verbindung zwischen den
Anschlüssen 10 und 11 ist auf diese Weise unterbrochen, so daß das Druckmittel aus
der Speisedruckleitung 5, das durch die Speisedruckzweigleitung 5a nicht strömen
kann, in den Zufuhrleitungen 5c der Dreistellungs-Steuerventile 2, 2-ansteht. Über
den Kolbenschieber des Dreistellungs-Steuerventils 2 gelangt das Druckmittel aus
der Zuführleitung 5c in die Verbraucherleitung A, während gleichzeitig Druckmittel
aus der Verbraucherleitung B über den Kolbenschieber in die Rücklaufzweigleitung
7c und von dieser in die Rücklaufleitung abströmt. Der an die Verbraucherleitung
A, B angeschlossene Hydromotor wird betätigt, solange das Dreistellungs-Steuerventil
2 in dieser dargestellten Stellung bleibt. Wenn das Dreistellung-Steuerventil 2-
nun ebenfalls in eine Steuerstellung geschaltet wird, führt es in Abhängigkeit von
der Betätigungsrichtung aus seiner Zufuhrleitung 5c ebenfalls einer Verbraucherleitung
A oder B Druckmittel zu, während Druckmittel aus der anderen Verbraucherleitung
in die Rücklaufleitung 7 abströmen kann.
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Wenn nun beide Dreistellungs-Steuerventile 2, 2- oder zumindest das
in Fig. 2 in seiner Steuerstellung I gezeigte Dreistellungs-Steuerventil 2 wieder
in die Neutralstellung zurückgestellt werden (wird)' werden zunächst die Verbraucherleitungen
A, B abgesperrt. Gleichzeitig wird der Durchgang 8 für die Speisedruckzweigleitung
5a allmählich und voreilend zum Durchgang 16 der Hilfssteuerleitung 15 geöffnet.
Die Folge ist, daß zunächst wieder Druckmittel
durch die Speisedruckzweigleitung
5a strömen kann und der Druck der Zuführleitungen 5c abnimmt. In weiterer Folge,
d. h., sobald auch der Durchgang 16 freigegeben worden ist, strömt durch die Hilfssteuerleitung
15 Druckmittel aus der Steuerkammer 14 ab, so daß der am Schließkolben 12 anstehende
Speisedruck den Schließkolben schlagartig in seine öffnungsstellung bringt.
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Danach ist die Verbindung zwischen den Anschlüssen 10 und 11 wieder
hergestellt, so daß das Druckmittel ohne nennenswerten Durchflußwiderstand in die
Rücklaufleitung 7 abfließt und damit auch die Zuführleitungen 5c weitgehend drucklos
werden.
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Aus den Fig. 3 und 5 geht im Detail der Irrnenaufbau des Dreistellungs-Steuerventils
2 hervor, wobei für die Erfindung unwesentliche Teile schematisch angedeutet oder
weggelassen sind. Das Dreistellungs-Steuerventil 2 besitzt ein quaderförmiges Gehäuse
18 mit einer Gehäusebohrung 19 für einen im Grundzug zylindrischen Kolbenschieber
20. Von der Zuführleitung 5c, die eine Durchgangsbohrung des Gehäuses 18 bildet,
zweigt ein Anschluß 21 zur Gehäusebohrung 19 ab, in dem ein übliches Rückschlagventil
22 angeordnet ist. Wie insbesondere aus Fig.
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5 erkennbar ist, liegen dem Anschluß 21 diametral und dabei in Bohrungslängsrichtung
seitlich symmetrisch versetzt Anschlüsse 23 und 24 zu den Verbraucherleitungen A,
B gegenüber. Im Kolbenschieber 20 sind vor der Mündung 21 und diametral gegenüberlieuend
in Kolbenschieberlängsrichtung verlaufende Strömungsführungstaschen 27, 26 geformt,
die über querverlaufende Kanäle 28 miteinander in Strömungsverbindung stehen. Bei
29 ist ferner eine Handhabe zum Verschieben des Kolbenschiebers aus seiner Neutralstellung
in die beiden Steuerstellungen I und II erkennbar. In Fig. 3 und 5 befindet sich
der Kolbenschieber 20 im übrigen in der Neutralstellung, in der die beiden Verbraucherleitungen
A, B abgesperrt sind und das von der Druckquelle kommende Druckmittel in die Rücklaufleitung
strömt
In ein und demselben Axialabschnitt des Kolbenschiebers
20 sind die Durchgänge 16 und 8 für die Speisedruckzweigleitung 5a und die Hilfssteuerleitung
15 ausgebildet.
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Dieser axiale Bereich ist begrenzt durch die beiden Querkanäle 8 und
20. Entsprechende Gehäusebohrungen 16a, 8a,die an die die Hilfssteuerleitung 15
und die Speisedruckzweigleitung 5a angeschlossen sind, stellen die Verbindung zu
den Gehäuseaußenseiten her. Es ist erkennbar, daß die Mittelachsen der Durchgänge
16, 8 in der gleichen Radialebene des Kolbenschiebers 20 liegen, und dementsprechend
auch die Mittelachsen der Gehäusebohrungen 16a und 8a. Daraus ergibt sich, daß bei
einer Bewegung des Kolbenschiebers 20 aus der Neutralstellung zunächst der im Querschnitt
wesentlich kleinere Durchgang 16 abgesperrt wird, wobei der Durchgang 8 zumindest
noch zum Teil offen ist, ehe erst nachfolgend auch der Durchgang 8 abgesperrt wird.
Umgekehrt wird bei einer Bewegung des Kolbenschiebers aus einer Steuerstellung zunächst
der Durchgang 8 geringfügig geöffnet, wobei der Durchgang 16 noch verschlossen ist,
ehe nacheilend erst auch der Durchgang 16 geöffnet wird.
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Aus Fig. 3 ist erkennbar, daß die Gehäusebohrungen 16a, 8a in einem
gemeinsamen Bereich an der Gehäuseaußenseite münden, der durch eine dort angebrachte,
gemeinsame Dichtung 30 zur Seite hinabgedichtet wird. Die Dichtung zwischen den
Mündungen der Gehäusebohrungen 16a und 8a werden durch entsprechend sauber bearbeite
Oberflächen der Gehäuseaußenseiten bewerkstelligt. Aus Fig. 3 ist auch erkennbar,
wie mehrere Dreistellungs-Steuerventile 2, 2-,2" mit ihren Gehäuseaußenseiten aneinandergesetzt
sind, so daß die Durchgänge für die Hilfssteuerleitung 15, die Speisedruckzweigleitung
5a und die Zuführleitung 5c auf einfache Weise gebildet werden
Bei
der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind die Gehäusebohrungen 16a- schräg nach oben
verlaufend angeordnet, so daß die Gehäusebohrungen 8a und 16a- durch getrennte Dichtungen
32, 34 in entsprechenden Ausnehmungen 33, 31 voneinander getrennt sind. Bei dieser
Ausführung ist sichergestellt, daß kein Lecken des Druckmittels von einer Gehäusebohrungsmündung
zur anderen stattfinden kann.
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Der Durchmesser des Durchganges 16 kann zwischen wenigen Zehntel-Millimetern
bis maximal 2 oder 3 mm betragen.
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Der Durchmesser des Durchganges 8 beträgt z.B. 7,5 mm oder mehr da
sich in der Praxis gezeigt hat, daß auch bei hohen Speisedrücken -keine nennenswerte
Anpressung des Folbenschiebers an die Gehäusebohrungswand erfolgt, wenn d in einer
Steuerstellung bei abgesperrtem Durchgang 8 einseitig vom Druck in der Speisedruckzweigleitung
5a beaufschlagt wird. Andererseits ist bei diesem Durchmesser - noch gewährleistet,
daß ein beträchtlicher Teil des gesamten Druckmittelstromes über diesen Durchgang
gefördert werden kann.
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Fig. 6 deutet schließlich das Steuerverhalten der Steuervorrichtung
(für ein Dreistellungs-Steuerventil) an. Auf der vertikalen Achse ist der Durchflußwiderstand
aufgetragen, während die horizontale Achse den Betätigungsweg des Kolbenschiebers
bei einer Bewegung aus der neutralen Stellung in Richtung auf eine Steuer stellung
zu versinnbildlicht. In dieser Stellung strömt das Druckmittel von der Druckquelle
sowohl durch die Speisedruckzweigleitung 5a als auch über die Bypass-Leitung 7a
in die Rücklaufleitung 7, so daß ein bestimmter und gewünschter Vorspanndruck im
System herrscht. Bis zu einem Punkt 35 auf der Kurve des Durchflußwiderstandes,
dessen Entfernung vom Null-Punkt durch die überdeckung der einzelnen Kanäle des
Kolbenschiebers bestimmt wird, bleibt der Durchflußwiderstand konstant. Am Punkt
35 beginnt das Absperren
des Durchganges 16, was sich in einem
leichten Anstieg des Durchflußwiderstandes bemerkbar macht, dadurch bedingt, daß
bis zu diesem Punkt auch durch den Durchgang 16 eine bestimmte Druckmittelmenge
in die Rücklaufleitung strömen konnte. An Punkt 36 ist der Durchgang 16 geschlossen
und das Schalzventil 3 geht in seine Schließstellung. Dies bedeutet natürlich einen
progressiven Anstieg des Durchflußwiderstandes, wobei gleichzeitig aber der Durchgang
8 allmählich geschlossen wird, was dem Druckanstieg beim Schliessen des Regelventils
3 überlagert wird,so daß der Durchflußwiderstand von Punkt 36 bis Punkt 37 verhältnismäßig
gleichmäßig ansteigt. Am Punkt 37 ist der Durchflußwiderstand dem Druck in der zur
Beaufschlagung freigegebenen Verbraucherleitung qleich,die nun bereits mit der Zufuhrleitung
verbunden ist, so daß bei einer weiteren Verstellung des Kolbenschiebers der dann
bis auf den Speisedruck ansteigende Druck in der Zuführleitung in die Verbraucherleitung
über tragen wird. In Abhängigkeit von der Förderleistung der Druckquelle wird dann
der Verbraucherleitung soviel Druckmittel zugeführt, wie dies für eine Verstellbewegung
erforderlich ist. Denkbar ist ferner, daß die Mittelachsen der Durchgänge 16 und
8 nicht in ein und derselben Radialebene des Kolbenschiebers liegen, sondern daß
hier eine bewußte Versetzung in Längsrichtung gewählt wird, wodurch in den beiden
Verstellrichtungen des Kolbenschiebers unterschiedliche Steuercharakteristika erreicht
werden können.
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Aus Fig. 5 ist im übrigen ersichtlich, daß die Strömungswege 8, 16
zwecks Flatzersparnis am günstigstens zwischen den Verbraucheranschlüssen A und
B angeordnet sind.
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