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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein hydraulisches, selbsttätig steuerndes Wegeventil,
dessen maßgebende Einflußgrößen zum Umsteuern des Steuerschiebers die Veränderung
des Strömungsverhaltens zwischen Steuerschieber-Steuernuten und Ventilgehäuse-Steuernuten
sind, die beim Erreichen der Endlage des Arbeitskolbens einer k raftmaschine durch
Strdmungsbeendung eine Umsteuerung des Steuerschiebers veranlassen, womit die entgegengesetzte
Bewegungsrichtung eingeleitet wird.
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Ventile dieser Bauart dienen zur selbsttätigen Stuerung von Oszillierbewegungen
des Arbeitskolbens einer Kraftmaschine.
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Selbsttätige Transport-doppelhübe, die durch ein elektrisches Signal
ausgelöst werden, lassen sich damit nur schwierig steuern.
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Ein solches Ventil ist in der Deutschen Patentschrift p 22 43 017
beschrieben.
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ilier handelt es sich um ein hydraulisches, selbsttätig steuerndes
wegeventil, dessen Umsteuer-Differenzdruckverhältnisse in den beiden Stirnkammern
des Steuerschiebers durch die hohe Anpassungsqualität zwischen Drosseln, Steuerschieber-Steuernuten
und Ventilgehäuse-Steuernuten in der Fertigung und damit in der Funktionssicherheit
Schxliri erig;keiten bereitet. Außerdem läßt sich dieses Ventil nicht in hydraulikanlagen
mit zentraler Druckölversorgung einsetzen, da hier in Ruhestellung die konstanten
Druckmittel verluste zu hoch sind.
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Das Suchen nach einer einfacheren und sichereren Lösung für druckmittelbetätigte
Antriebe, die auch für andere Einsatzfälle als oben andeutet geeignet sind, führte
zu nachstehend beschriebener lGrfindung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben angedeuteten Nachteile
zu vermeiden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die im kennzeichnenden
Teil des llauptanspruchs angegebenen Merkmale vorgesehen.
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Es besteht danach eine direkte druckmittelbetätigte Beeinflussung
durch Drosselbohrungen des Steuerschibers #,die im Steuerschieber vom Druckmittelzufluß
und vom Druckmittelabfluß zu einer Stirnseite gedrosselt führen und dort einen gezielten
Differenzdruck zur gegenseLtigen Stirnseite des Steuerkolbens deshalb bilden, weil
eine dieser Drosselbohrungen in Umsteuerstellungen des Steuerschiebers verschlossen
wird.
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Weiterhin sorgen Drossel bohrungen im Steuerschieber für eine Verbindung
zwischen Druckmittelzufluß und einem Arbeitsanschluß zum Arbeitskoben einer Kraftmaschine,
die in einer Umsteuerstellung des Steuerschiebers verschlossen werden, wogegen der
Druckmitteldruck in diesem Arbeitsanschluß zum Arbeitskolben stets auf eine Stirnseite
des Steuerschiebers wirkt.
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Einen zusätzlichen Vorteil bildet eine verschiebbare Hubzentriereinrichtung,
die von einem Elektromagneten in Arbeitsstellung geschoben wird und in Ruhestellung
dafür sorgt, daß kein Druckmittelverlust entsteht und deshalb den Einsatz in Hydraulikanlagen
mit zentraler DruckmitteRversorgung gestattet.
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Die Erfindung soll nun an einem nusf ührungsbeispi cl. anhand der
Zeichnung näher beschrieben werden, so daß die ?X;erkmale der I'rfindung deutlich
werden.
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Die Figur zeigt einen Schnitt durch ein hydraulisches, selbsttätig
steuerndes Wegeventil in 4/2-Wege-Ausführung, das aucn für gasförmigc Medien geeignet
ist, in Xuhestellung.
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In der Schnittzeichnung sind Arbeitsanschlüsse mit in der technischen
Literatur üblichen Buchstaben bezeichnet.
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Die dabei verwendeten Buchstaben haben folgende Bedeutung: A = zum
gesteuerten Arbeitszylinder der Kraftmaschine führender Arbeitsanschluß.
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B = Steuerimpulsgebender, zum zweiten Anschluß des gesteuerten Arbeitszylinders
einer Kraftmaschine führender Arbeitsanschluß.
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P = Druckmittelzufluß von der Druckmittel quelle.
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T = Druckmittelabfluß in den Druckmittelbehälter (drucklos).
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Im Einzelnen ist die Funktion des im Schnittbild in Runestellung dargestellten
selbsttatig steuernden Wegeventiles folgend: Das von der Druckmittelquelle am Druckmittelzufluß
anstenenue Druckmittel fließt durch den Ringkanal 18, die Steuernut 7 und den Arbeitsanschluß
A zu einem Anschluß des Arbeitszylinders einer Kraftmaschine und gleichzeitig fließt
Druckmittel aus dem zweiten Anschluß des Arbeitszylinders durch den Arbeitsanschluß
3, die Ringkammer 19, den kanal 23, die Stirnkammer 1), hier mit seinem Druck auf
die eine Stirnseite des Steuerschiebers 2 wirkend, die Ringkammer 16 in den Druckmittelabfluß
T und wird gleichzeitig durch die Drosselbohrungen 3, die Bohrung 6, die Drossel
9 in der Stirnkammer 20 mit seinem ruck auf die andere Stirnseite des Steuerschiebers
2 wirksam.
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Deshalb bewegt sich der gesteuerte Arbeitskolben in eine Endlage und
verbleibt in dieser mit dem Steuerschieber inner dargestellten Isuhelage, in der
die Drossel bohrungen 4 und > verschiossen sind.
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Erst mit dem Einschalten des Elektromagneten 21 schiebt dessen Magnetstößel
22 die verschiebbare Hubzentriereinrichtung 11, 12, 13, 14 mit dem Steuerschieber
2 in Arbeitsstellung, wodurch sich die Druckmittelflüße und -drücke wie folgt ändern:
Das von der Druckmittelquelle am Druckmittelzufluß P anstehende Druckmittel fließt
durch den ringkanal 18 und die geöffneten Drossel bohrungen 4 in die Bohrung 6,
von dieser zu einem Teil durch die geöitfneten Drosselbohrungen 3 und den Ringkanal
16 in den Druckmittel.-abfluf T und zum anderen Teil durch die Drossel 9 in die
tirnkammer 20, hier einen Druck aufbauend der auf die zugewandte stirnseite des
Steuerschiebers 2 eine Hubkraft ausübt und gegen die Druckfedern 10 und 14 schiebt.
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Gleichzeitig fließt dieses Druckmittel aus der Ringkammer 1o durch
die teilgeöffneten Drosselbohrungen 3 und die ringkammer 19 in den mit drucklosem
Druckmittel versehenen Arbeitsanschluí' ls, dessen 1)ruckmittel über den Kanal 23
in der Stirnkammer 19 auf die dortige Stirnfläche des Steuerschiebers 2 wirkt.
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Mit diesem Vorgang wird der Steuerschieber 2 gegen die Druckfedern
10 und 14 geschoben, da ei die Drosselbohrungen 3 gescHossen, die Drosselbohrungen
4 und ß geöffnet, über die Steuernut d eine Verbindung zwischen den Ringkanälen
18 und 19 und iiber die Uteuernut 7
eine Verbindung zwischen den
Ringkan*-len 16 und 17 hergestellt, so daß am Druckmittelzufluß P anstehendes Druckmittel
durch den Arbeiteanschluß B zum gesteuerten Arbeitszylinder fließen kann und durch
die Drosselbohrungen 4, die Bohrung 6 und die Drossel 9 in die Stirnkammer 20 fließt,
dort mit vollem Druck auf die zugewandte Stirnseite des Steuerschiebers 2 wirkend,
diesen in der gesteuerten Endlage hält und gleichzeitig aus dem zweiten Anschluß
des gesteuerten Arbeitszylinders das dortige Druckmittel durch den Arbeitsanschluß
A drucklos in den Druckmittelabfluß T fließen kann.
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Dieser Zustand bleibt solange erhalten bis der gesteuerte Arbeitskolben
seine Endlage erreicht hat, der Druckmittel fluß vom Druckmittelzufluß P zum Arbeitsanschluß
B aufhört und deshalb sich gleiche Druckmitteldrücke in den Stirnkammern 15 und
20 einstellen die auf die dortigen Stirnflächen des Stuerschiebers 2 wirkend, den
Druckfedern 10 und 14 gestatten, den Steuerschieber 2 hubzentriert in Nittelstellung
zu schieben.
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Damit werden die Verbindungen zwischen Druckmittelzufluß P und hrbeitsanschluß
B über die itingkammern 19 und 18 und zwischen Arbeitsanschluß A und Druckmittelabfluß
T über die Xingkammern 17 und 16 unterbrochen, die Drosselbohrungen 3 und 4 voll
und die DrusselDohrungen 5 teilweise geöffnet.
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Als folge dessen fließt Druckmittel aus der Hingk.çamer 18 durch die
Drossel bohrungen 4 und aus der Stirnkammer 20 durcn die Drossel 9 in die bohrung
6 und weiter durch die Drosselbohrungen 3 und den Ringkanal 16 drucklcs in den Druckmittelabfluß
T mit dem Erfolg, daß sich eine Druckminderung in der Stirnkammer 2C zur Stirnkammer
15 einstellt, die dort auf die Stirnflächen des teuerschiebers 2 wirkend, diesen
in Dichtung Stirnkammer 20 gegen die Druckfeder 14 soweit verschiebt, bis Druckmittel
aus dem Druckmittelzufluß P über die Ringkammer 18, die Steuernut 7 und die Ringkammer
17 in den Arbeitsanschluß A zum gestauerten Arbeitszylinder fließt und auch gleichzeitig
Druckmittel aus dem zweiten Anschluß des gesteuerten Arbeitszylinders durch den
Arbeitsanschluß Bunie Ringkammer 1 in die Stirnkammerlg und von dort drucklos durch
die Ringkammer 16 in den Druckmittel abfluß T fließen kann. Die Drosselbohrungen
3 sind geöffnet und die Drossel bohrungen 4 und ) verscnlossen.
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Als Folge dessen öffnet der Steuerschieber 2 einen Durchflußquerschnitt
zwischen Stirnkammer 15 und Ringkammer 16, der von dem fließenden Druckmittelstrom
und dem Differenzdruck bestimmt wirkenden Druckfeder 14 abzüglich der entgegenwirkenden
Druckfeder 10 gebildet wird, denn in der Stirnkammer 20 wirkt von der Ringkammer
16 über die Drosselbohrungen 3, die Bohrung 6 und die Drossel 9 nur der drucklose
Druckmitteldruck des Druckmittelabflues T.
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Mit dieser Maßnahme erreicht der gesteuerte Zylinder die entgegengesetzte
Endlage. Der Druckmittelfluß von der Stirnkammer 15 zur Ringkammer 16 kommt zum
Stillstand.
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Ist der Elektromagnet 21 noch eingeschaltet, dann schiebt die Druckfeder
14 den Steuerkolben gegen die Druckfeder 10 in Arbeitsstellungs-Hubmittellage und
die nächst folgenden Umsteuervorg-änge beginnen.
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Wurde der Elektromagnet inzwischen ausgeschaltet, so nimmt der Steuerschieber
2 die dargestellte Ruhelage ein, in der dieser durch die Druckfeder 10 gehalten
wird.