DE3346184C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Steuerblock mit den im Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Solche Steuerblöcke sind bekannt (Rexroth RD64263/10.81). Dabei sind zwei, drei oder vier Wegeventile mit ihren Steuerkolben in einem Gehäuse vereinigt, das einen für alle Wegeventile gemeinsamen Anschluß an eine Druckmit­ telquelle sowie einen Anschluß an den Tank aufweist. Durch Auslenken der Steuerkolben der Wegeventile lassen sich die Geschwindigkeit und Durchflußrichtung des Arbeitsmit­ tels zu Verbrauchern, insbesondere zu doppeltwirkenden Hydrozylindern feinfühlig steuern. Die Betätigung der Ven­ tile erfolgt wahlweise manuell oder hydraulisch.

Dabei ist es auch bekannt, den Anschluß an die Druckmit­ telquelle mit einem Druckbegrenzungsventil zu versehen, das bei einem zu hohen Druck eine Verbindung vom Hoch­ druckkanal zum Entlastungskanal öffnet.

Steht einer der Verbraucher unter der Einwirkung einer äußeren an ihm angreifenden Last, und soll das zugehöri­ ge Wegeventil so betätigt werden, daß die Last abgesenkt wird, beispielsweise die Schaufel oder der Ausleger eines Baggers, so wird von der Last der Hydrozylinder ver­ kürzt bzw. verlängt, wobei das dabei verdrängte Arbeitsmittel in den Entlastungskanal verdrängt wird und damit zum Tank abfließt, während in dem gegenüberliegen­ den, sich vergrößernden Raum des Hydrozylinders Arbeits­ mittel nachgesaugt werden muß, um das Absenken der Last zügig zu ermöglichen und ein Leersaugen der zu diesem Raum führenden Leitung zu verhindern. Da auf dieser Sei­ te der Druck der Druckmittelquelle in diesem Betriebs­ zustand zusammenbricht, muß über ein Nachsaugventil da­ für gesorgt werden, daß der sich vergrößernde Raum des Hydrozylinders mit Arbeitsmittel gefüllt wird. Zu diesem Zweck ist es bekannt, jedes Wegeventil, bei dem dieser Betriebszustand auftreten kann, mit einem Nachsaugventil zu versehen, das in der entsprechenden zum Hydrozylinder führenden Leitung vorgesehen wird. Kann die Last auch in der anderen Bewegungsrichtung des Hydrozylinders angrei­ fen, so muß auch in der anderen Leitung ein zweites Nach­ saugventil vorgesehen sein.

Es ist auch bekannt (DE-OS 23 01 648), primärseitig in einem Ventilblock mit mehreren Wegeventilen sowohl ein Druckbe­ grenzungsventil als auch ein Nachsaugventil anzuordnen. Beide Ventile sind für sich getrennt ausgeführt, so daß zwischen der Druck- und Saugseite zwei Parallelverbindungen erforderlich sind, nämlich eine für das Druckbegrenzungs­ ventil und die andere für das Nachsaugventil.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den Steuerblock der eingangs geschilderten Art hinsichtlich der Bauweise des Druckbegrenzungsventils und Nachsaugventils zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß ist die genannte Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben.

Damit ist der Vorteil vermittelt, daß alle den einzelnen Wegeventilen zugehörigen Nachsaugventile entfallen kön­ nen und nur ein einziges Nachsaugventil primärseitig vorgesehen ist, das mit dem Druckbegrenzungs­ ventil in einem Ventil vereinigt ist.

Ein solches kombiniertes Druckbegrenzungs- und Nachsaug­ ventil ist an sich bekannt (RD64263/10.81), ist aber stets sekundärseitig und damit dem einzelnen Wegeventil zugehörig im Steuerblock angeordnet worden. Infolgedessen ergaben sich pro Hydrozylinder bis zu zwei kombinierte Ventile. Sind vier Wegeventile in einem Steuerblock vereinigt, so können durch die erfindungsgemäße Anordnung von einem primärseitigen kombinierten Ventil bis zu acht sekundär­ seitig angeordnete Ventile eingespart werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen aus mehreren Wege­ ventilen bestehenden Steuerblock,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein kombiniertes Druck­ begrenzungs- und Nachsaugventil in vergrößer­ tem Maßstab und

Fig. 3 eine Schaltzeichendarstellung des Steuerblocks gemäß Fig. 1.

Der in Fig. 1 dargestellte Steuerblock 10 besteht aus einem Gehäuse 11, in dem zueinander parallel mehrere Steu­ erkolben 12 und 13 verschiebbar angeordnet sind und Steu­ erkanten aufweisen, mit denen die Druckmittelwege zwi­ schen einer Druckmittelquelle, jeweils einem Verbraucher und dem Tank steuerbar sind. Dies ist im einzelnen nicht dargestellt, da es sich um bekannte Ausführungen von We­ geventilen handelt. Wird wahlweise einer der Steuerkol­ ben 12 oder 13 aus der dargestellten Mittellage nach rechts oder links in eine Arbeitsstellung ausgelenkt, so wird ein im Gehäuse 11 ausgebildeter Hochdruckkanal 15, der an eine nicht dargestellte Druckmittelquelle P angeschlossen ist, mit einem zu einem doppeltwirkenden Hydrozylinder führen­ den Anschluß A1 bzw. A2 oder B1 bzw. B2 verbunden, wäh­ rend jeweils der andere zum doppeltwirkenden Hydrozylinder führende Anschluß mit einem im Gehäuse 11 ausgebildeten Entlastungskanal 16 verbunden wird, der an einen Tank T angeschlossen ist. Ferner ist im Gehäuse 11 ein Kanal 17 für den drucklosen Umlauf des Arbeitsmittels zwischen dem Hochdruckkanal 15 und dem Entlastungskanal 16 vorgesehen.

Das Wegeventil 12 und das Wegeventil 13 des Steuerblocks 10 sind in Fig. 3 in Schaltzeichen nochmals dargestellt. Beide Wegeventile liegen parallel zueinander über Rück­ schlagventile 19 und 20 an dem Hochdruckkanal 15 und sind ebenfalls parallel zueinander an den Entlastungskanal 16 angeschlossen. Somit steht der Pumpendruck vom Hochdruck­ kanal 15 über die Rückschlagventile 19 bzw. 20 an jedem Wegeventil 12 bzw. 13 an. Wird ein Wegeventil betätigt, so wird entweder die Leitung A1 oder die Leitung B1 mit dem Hochdruckkanal 15 und die entsprechende andere Lei­ tung mit dem Entlastungskanal verbunden, so daß von jedem Wegeventil 12, 13 die Geschwindigkeit und Durchflußrich­ tung des Arbeitsmittels gesteuert werden kann.

Wie aus den Fig. 1 und 3 hervorgeht, ist zwischen dem Hochdruckkanal 15 und dem Entlastungskanal 16 ein Ventil (22) vorgesehen, das als Druckbegrenzungs- und Nachsaugventil kombiniert ist. Dieses Ventil (22) ist also eingangsseitig angeordnet und damit allen Wegeventilen 12 und 13 primärseitig vor­ geschaltet.

Das kombinierte Ventil (22) ist im einzelnen in Fig. 2 darge­ stellt. Dabei ist auf einem in das Gehäuse 11 eingeschraub­ ten Gehäuseteil 24 ein Bund 25 ausgebildet, auf dem ein topfförmiges Schließelement 26 verschiebbar angeordnet ist. In der dargestellten Lage sperrt das Schließelement 26 den Hochdruckkanal 15 ab. Dabei wirkt der Druck im Hochdruckkanal 15 über eine in einer Hülse 27 vorgesehe­ ne Bohrung 28 auch in einer Kammer 29 zwischen dem Schließelement 26 und dem Bund 25, wobei zur Abdichtung der Kammer 29 eine Dichtung 30 vorgesehen ist. Die vom Durchmesser D bestimmte Kreisfläche des Schließelements 26 ist größer als die vom Durchmesser d bestimmte Stirn­ fläche des Schließelementes, so daß das Schließelement durch den Druck in dem Hochdruckkanal 15 auf seinen Ven­ tilsitz 32 gedrückt wird.

Ferner ist die Kammer 29 über eine Bohrung 33 mit einer Kammer 34 und einen Kanal 35 im Gehäuseteil 24 mit einem Ringraum 36 verbunden, der über einen Spalt zwischen dem Schließelement 26 und dem Gehäuseteil 38 mit dem An­ schluß für den Entlastungskanal 16 in Verbindung steht.

Die Bohrung 33 wird durch einen Stift 40 verschlossen, der von einer Feder 41 beaufschlagt ist. Die Feder 41 kann mittels der Schraube 43 eingestellt werden und dient somit zur Einstellung des Druckes, bei dem das Schließ­ element 26 öffnen soll. Steigt nämlich der Druck in der Kammer 29 über den an der Feder 41 eingestellten Druck, so öffnet der Stift 40 und der Druck in der Kammer 29 kann sich über die Bohrung 33, den Kanal 35 und den Ring­ raum 36 zum Entlastungskanal 16 abbauen, so daß das Schließelement 16 bei diesem Druck öffnet und das Ar­ beitsmittel vom Hochdruckkanal 15 über den Ventilsitz 32 in den Entlastungskanal 16 abströmt, bis der eingestellte Druck wieder erreicht ist und damit durch Abschließen der Bohrung 33 und Aufbau des Druckes in der Kammer 29 das Schließelement 26 geschlossen wird. Es wird damit vermieden, daß der Druck im Hochdruckkanal 15, der zu den einzelnen Wegeventilen führt, einen zu hohen Wert annehmen kann. Damit ist der Steuerblock sowie die ange­ schlossenen Verbraucher vor zu hohen Drücken geschützt.

Andererseits kann das Schließelement 26 durch den im Ent­ lastungskanal 16 wirkenden Druck geöffnet werden, wenn der Druck im Hochdruckkanal 15 und damit in der Kammer 29 zusammenbricht. Dies ist der Fall, wenn an einem der von einem Wegeventil gesteuerten Hydrozylinder eine äußere Last angreift. Sobald das zugehörige Wegeventil in Senk­ richtung der Last geöffnet wird, wird der Zylinder durch die Last betätigt, also ein- bzw. ausgefahren, wobei auf der einen Seite des Kolbens Arbeitsmittel über das zuge­ hörige Wegeventil zum Tank verdrängt wird, also abfließt, während Arbeitsmittel auf der anderen Seite des Kolbens nachgesaugt werden muß. Da von der Druckmittelquelle in diesem Fall kein Druck aufgebaut werden kann und nicht ausreichend Arbeitsmittel gefördert wird, besteht die Ge­ fahr, daß der Hochdruckkanal 15 leergesaugt wird. In diesem Fall ist der Hochdruckkanal 15 und damit auch die Kammer 29 nahezu drucklos, so daß das Schließelement 26 von dem Druck im Entlastungskanal 16 geöffnet wird, der die Ringfläche zwischen dem Außendurchmesser des topf­ förmigen Schließelements 26 und dem Durchmesser d des Ventilsitzes 32 beaufschlagt. Da diese Ringfläche größer ist als die im Ringraum 36 wir­ kende rückseitige Ringfläche 31 des Schließelementes 26, wird das Schließelement 26 vom Ventilsitz 32 abgehoben und kann nun vom Entlastungskanal 16 Arbeitsmittel zurück in den Hochdruckkanal 15 gesaugt werden. Die durch den Nach­ saugquerschnitt des Ventils 22 strömende Flüssigkeitsmenge und die noch von der Pumpe gelieferte Menge addieren sich und ermöglichen ein schnelles Absenken der Last im Eilgang. Außerdem kann bei einem Ausfall der Pumpe über das Ventil 22 ein gefahrloses Absenken des vom Zylinder betätigten Geräts, z. B. einer Ladeschaufel, erfolgen.

Da das kombinierte Druckbegrenzungs- und Nachsaugventil primärseitig allen Wegeventilen vorgeschaltet ist, werden die beschriebenen Funktionen der Druckbegrenzung und des Nachsaugens von einem einzigen kombinierten Ventil für alle nachgeschalteten Wegeventile erfüllt.

Claims (2)

1. Steuerblock (10), bestehend aus mehreren Wege­ ventilen (12, 13) in einem gemeinsamen Gehäuse (11) zur Steuerung der Druckmittelwege zwischen einem Verbraucher und einer Druckmittelquelle bzw. einem Tank, mit einem an die Druckmittelquelle angeschlossenen, parallel zu allen Wege­ ventilen (12, 13) liegenden, gemeinsamen Hochdruckkanal (15) im Gehäuse (11) und einem an den Tank angeschlossenen, zu allen Wegeventilen (12, 13) parallel liegenden, gemeinsamen Entlastungskanal (16), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hochdruckkanal (15) und dem Entlastungskanal (16) ein Ventil (22) vorgesehen ist, das als Druckbegrenzungs- und Nachsaugventil kombiniert ist.

2. Steuerblock nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventil (22) aus einem topfförmigen Schließelement (26) besteht, das auf einem Gehäuseteil (24) verschiebbar angeordnet ist, daß die Kammer (29) zwischen dem Schließelement (26) und dem Gehäuseteil (24) über den Kanal (27) im Schließelement (26) mit dem Hochdruckkanal (15) verbunden ist, daß die vom Hochdruck beaufschlagte Stirnfläche des Schließelements (26) in dessen Schließ- Stellung einen kleineren Druckmesser als die vom größeren Durchmesser (D) in der Kammer (29) bestimmte Fläche auf­ weist, daß die Ringfläche zwischen der vom Hochdruck beauf­ schlagten Stirnfläche mit dem Durchmesser (d) und dem Außenumfang des Schließelements (26) mit dem Entlastungs­ kanal (16) verbunden ist, daß eine in die Kammer (29) mündende Bohrung (33) im Gehäuseteil (24) mit einem Stift (40) zusammenwirkt, der von einer einstellbaren Feder (41) auf den Ventilsitz (32) gedrückt wird, wobei bei Überschrei­ ten eines vorbestimmten, von der Feder (41) eingestellten Druckes die Bohrung (33) von dem Stift (40) freigegeben und die Kammer (29) über die Bohrung (33) mit dem Entlastungs­ kanal (16) verbunden wird, so daß die der Kammer (29) zuge­ kehrte Fläche des Schließelementes entlastet und durch Öffnen des Schließelements (26) der Hochdruckkanal mit dem Entlastungskanal (16) verbunden wird, und wobei bei Unter­ schreiten eines vorbestimmten Druckes in dem Hochdruckkanal (15) sowie in der Kammer (29) das Schließelement (26) von dem auf seine Ringfläche im Ringraum (36) wirkenden Druck im Entlastungskanal (16) geöffnet wird.