DE3415621C3 - Hydraulisches Mehrwege-Steuerventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Mehrwege-Steuerventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Insbesondere handelt es sich um ein solches, das für Erdbewegungs- und Baugeräte einsetzbar ist.

Es sind unterteilte Ventile bekannt, die mehrere Ventilgehäuse enthalten, welche jeweils aus Gußstücken gefertigt sind. Die Teile werden zu einer gewünschten Schaltung und mit einer erforderlichen Anzahl von Bauteilen zum Ausführen der gewünschten Arbeitsweise zusammengeschraubt. Jedes Ventilteil enthält einen einzigen unabhängig betätigbaren Steuerschieber, der in einer Bohrung verschiebbar aufgenommen ist und aus einer Neutralstellung zu einer von zwei Arbeitsstellungen bewegt werden kann. Jeder Steuerschieber hat hierbei die Aufgabe, sowohl den Pumpenstrom als auch den Richtstrom des Hydraulikfluids zu und von einer hydraulischen Betätigungseinrichtung zu steuern. Unterteilte Ventile sind weit verbreitet, da sie wechselseitig austauschbar sind, an viele unterschiedliche Schaltungen angepaßt werden können, leicht herzustellen sind und die Möglichkeit besteht, mehrere Teile zu einer Ventilanordnung zusammenzubauen.

Derartige Ventile sind beispielsweise aus der US 37 29 026, der US 38 81 512, der US 41 54 262 oder der US 32 09 781 bekannt. Bei diesen Steuerventiltypen kann ein Steuerschieber jeden von zwei Arbeitsanschlüssen mit einem brückenähnlichen Zuführungsdurchgang verbinden und den jeweils anderen Arbeitsanschluß mit einem von zwei Auslaßanschlüssen verbinden. Die Steuerschieber werden im allgemeinen von drei Stellungs-Steuerschiebern gebildet, die so beschaffen und ausgelegt sind, daß in ihrer Neutralstellung die Arbeitsanschlüsse abgesperrt sind. In seiner Arbeitsstellung geleitet der Steuerschieber das Öl von der Pumpe zu einem der Arbeitsanschlüsse, während das Öl vom anderen Arbeitsanschluß zu einem Vorratsbehälter zurückfließen kann. In der anderen Arbeitsstellung fließt das Öl in umgekehrter Richtung. Nachteilig an diesen Anordnungen ist der hohe Aufwand, der getrieben werden muß, um Leckagen zu vermeiden. Weiterhin können sich im Fluid Hohlräume durch Kavitation ausbilden, wenn sich die betätigte Hydraulikeinrichtung, z. B. ein Hydraulikzylinder, schneller bewegt als die Fluidzuführung erfolgt. Schließlich wird auch ein Freigang benötigt, um eine Last aufgrund der Schwerkraft ohne Unterstützung der Pumpe absenken zu können.

Aus der DE-AS 16 50 312 ist ein Mehrwege-Steuerventil bekannt, bei welchem mechanisch betätigbare Funktionssteuerschieber über eine vorgeschaltete Druckdifferenzwaage mit einem voreinstellbaren Druck versorgt werden können. Eine von der Position der Funktionssteuerschieber unabhängige Einstellung des Drucks, insbesondere des vollen Pumpendrucks, ist nicht möglich.

Aus der US 32 09 781 ist ein hydraulisches Mehrwege-Steuerventil der eingangs genannten Art bekannt, bei welcher einer von zwei Schiebern sowohl die Funktion des Funktionssteuerschiebers zur Definition der Strömungsrichtung als auch die Funktion des Pumpensteuerschiebers übernimmt, der das Druckmedium von der Pumpe wieder zurück in den Vorratsbehälter strömen läßt. Auch bei diesem bekannten hydraulischen Mehrwege- Steuerventil ist eine genaue Steuerung nur mit großem Aufwand erzielbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Mehrwege-Steuerventil der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß in einfacher Weise eine genaue Steuerung mit verbessertem dynamischen Verhalten erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, daß die Pumpendruckrückführung ausschließlich über den Pumpensteuerschieber erfolgt, welcher dem Funktionssteuerschieber vorgeschaltet ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß beim Schalten des Funktionssteuerschiebers dieser hinreichend mit Druck versorgt wird.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele anhand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines hydraulischen Steuerventils,

Fig. 2 eine Fig. 1 ähnliche schematische Schnittansicht, wobei die Steuerschieber in einer ihrer Arbeitsstellungen gezeigt sind, und

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform eines hydraulischen Steuerventils.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung zeigt Fig. 1 ein hydraulisches Steuerventil, das insgesamt mit 1 bezeichnet ist. Dieses Steuerventil stellt eine erste bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung dar. Das Steuerventil 1 enthält ein Gehäuse 2, das in Fig. 1 im Querschnitt gezeigt ist. Das Gehäuse 2 hat einen Pumpensteuerschieber 3, der in einer Bohrung 4 gleitbeweglich ist und einen Funktionssteuerschieber 5, der in einer Bohrung 6 gleitbeweglich ist. Die Bohrung 4 enthält drei im Abstand voneinander angeordnete Ringnuten, die ein Paar von Auslaßanschlüssen 7 und 8 aufweisen, die mit einem Vorratsbehälter 9 über Rücklaufleitungen 10 und 11 jeweils verbunden sind, und einen Einlaßanschluß 12 aufweisen, der zwischen den Auslaßanschlüssen 7 und 8 angeordnet ist und über die Zuführleitung 14 mit einer Pumpe 13 verbunden ist. Die Anschlüsse 7, 8 und 12 stehen über die Bohrung 4 in Fluidverbindung miteinander.

Der Pumpensteuerschieber 3 hat ein Paar von Umfangsnuten 15 und 16, die in den Umfang in axial im Abstand liegenden Stellen eingeschnitten sind. Die Nuten 15 und 16 begrenzen drei hervorspringende Umfangsteile 17 bis 19. Die hervorspringenden Umfangsteile 17 bis 19 und die Bohrung 4 sind eng toleriert bearbeitet, wie dies üblich ist, um den Fluidverlust zu minimieren. Das hervorspringende Umfangsteil 18 ist derart dimensioniert, daß es eine axiale Länge hat, die kleiner als die axiale Länge der hervorspringenden Umfangsteile 17 und 19 ist, und die etwa dem tatsächlichen Abstand zwischen dem Einlaßanschluß 12 und den Auslaßanschlüssen 7 und 8 entspricht.

Die Bohrung 6 enthält eine Vielzahl von im Abstand angeordneten Ringnuten, die im Gehäuse 2 an axial im Abstand liegenden Stellen ausgebildet sind. Eine Einlaßkammer 20 ist mittig bezüglich der Bohrung 6 angeordnet und steht in Fluidverbindung mit dem Einlaßanschluß 12 der Bohrung 4. Die Kammer 20 und der Anschluß 12 können somit allgemein als eine Fluidversorgungseinrichtung oder als ein Fluidzuführungsdurchgang bezeichnet werden. Ein Paar von Arbeitsanschlüssen 21 und 22 sind auf jeder Seite der Einlaßkammer 20 angeordnet. Die Arbeitsanschlüsse 21 und 22 sind in Fluidverbindung mit der Einlaßkammer 20 über die Bohrung 6 und führen zu den gegenüberliegenden En­ den einer Fluidbetätigungseinrichtung, insbesondere ei­ nem Hydraulikzylinder (nicht gezeigt). Selbstverständlich ist dies nicht die einzige Anwendungsmöglichkeit des Steuerventils 1. Das Steuerventil 1 kann auch auf einfache Weise an andere ähnliche Anwendungsfälle angepaßt werden.

Ein Paar von Rücklaufdurchgängen 23 und 24 ist mit der Bohrung 6 an Stellen verbunden, die jeweils axial außerhalb der Arbeitsanschlüsse 21 und 22 liegen. Die Durchgänge 23 und 24 sind auf übliche Weise mit dem Vorratsbehälter 9 verbunden.

Der Funktionssteuerschieber 5 ist mit einem Paar von axial im Abstand angeordneten Umfangsnuten 25 und 26 versehen, die drei im Abstand angeordnete hervorspringende Umfangsteile 27, 28 und 29 längs der Längsachse des Steuerschiebers 5 begrenzen. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, haben die hervorspringenden Umfangsteile 27 und 29 die gleiche axiale Länge, während das mittlere hervorspringende Umfangsteil 28 etwas kürzer als die hervorspringenden Umfangsteile 27 und 29 bemessen ist. Die hervorspringenden Umfangsteile 27 bis 29 befinden sich am Steuerschieber 5 an Stellen, die die Arbeitsanschlüsse 21 und 22 von den Rücklaufdurchgängen 23 und 24 und von der Einlaßkammer 20 in der Neutralstellung des Steuerschiebers 5 trennen. Diese Neutralstellung des Steuerschiebers 5 ist in Fig. 1 gezeigt.

Ein üblicher Federzentriermechanismus ist mit den gegenüberliegenden Enden jedes Steuerschiebers 3 und 5 verbunden, um einen federnd nachgiebigen Widerstand gegenüber Bewegungen der Steuerschieber 3, 5 aus ihren Neutralstellungen heraus zu erzeugen. Da die Federzentriermechanismen auf den gegenüberliegenden Seiten jedes Steuerschiebers 3 und 5 identisch sind, wird nur eine Seite des Zentriermechanismus nachstehend näher erläutert.

Aus dem rechten Teil von Fig. 1 ist zu ersehen, daß der Zentriermechanismus eine Abdeckung 30 enthält, welche die rechts liegenden Enden der Steuerschieber 3 und 5 verschließt. Wie gezeigt ist eine Vielzahl von Dichtungen 31 vorgesehen, die einen fluiddichten Abschluß zwischen der Abdeckung 30 und dem Gehäuse 2 gewährleisten. Wie gezeigt enthält der Zentriermechanismus für den Steuerschieber 5 eine Feder 32, die sich in einer Kammer 33 befindet, die im oberen Ende der Abdeckung 30 ausgebildet ist. Die Kammer 33 hat einen Durchmesser, der größer als jener der Bohrung 6 ist, so daß die Kammer 33 das gleitbewegliche Umfangsteil 29 und eine Unterlegscheibe 34 aufnehmen kann, die am Ende des Steuerschiebers 5 angeordnet ist. Ein Ende der Feder 32 umgibt das rechts liegende Ende des Steuerschiebers 5 und liegt gegen die Unterlagscheibe 34 an, während das andere Ende der Feder 32 einen Sitz 35 umgibt und gegen die Abdeckung 30 anliegt.

Der Zentriermechanismus für den Steuerschieber 3 enthält eine Feder 36, die sich in einer Kammer 37 befindet, die in einem unteren Teil des Gehäuses 2 ausgebildet ist. Die Kammer 37 hat einen Durchmesser, der größer als der Durchmesser der Bohrung 4 ist, um das hervorspringende Umfangsteil 19 des Steuerschiebers 3 und eine Unterlegscheibe 38 aufzunehmen, die am Ende des Steuerschiebers 1 angeordnet ist. Ein Ende der Feder 36 umgibt das rechts liegende Ende des Steuerschiebers 3 und liegt gegen die Unterlegscheibe 38 an, während das andere Ende der Feder 36 einen Sitz 39 umgibt und gegen die Abdeckung 30 anliegt. Wenn daher einer der Steuerschieber 3 oder 5 in Fig. 1 nach rechts bewegt wird, werden die Federn 32 und 36 zusammengedrückt, um dieser Bewegung federnd nachgiebig einen Widerstand entgegenzusetzen.

Die Steuerschieber 3 und 5 sind in den Bohrungen 4 und 6 unter Beaufschlagung eines Hydraulikdruckes gleitbewegbar, der den Kammern 37 bzw. 33 zugeleitet wird. Zur Druckzuführung enthält jede Abdeckung 30 ein Paar von Steuerdurchgängen 40 und 41, die an einem Ende mit den Kammern 37 und 33 jeweils und an ihren anderen Enden mit einem mit Gewinde versehenen Steueranschluß 42 in Verbindung stehen.

Wenn die Steuerschieber 3 und 5 in ihren in Fig. 1 gezeigten Neutralstellungen stehen, strömt Hydraulikfluid von der Pumpe 13 zu dem Einlaßanschluß 12, über die Bohrung 4 zu den Auslaßanschlüssen 7 und 8 und über die Leitungen 10 und 11 zum Behälter 9 zurück. Das Fluid kann nicht vom Einlaßanschluß 12 über die Einlaßkammer 20 und dann zu den Arbeitsanschlüssen 21 oder 22 strömen, da das hervorspringende Umfangsteil 28 des Steuerschiebers 5 jegliche Verbindung zwischen der Kammer 20 und den Anschlüssen 21 oder 22 absperrt. In dieser Neutralstellung erhält die hydraulische Betätigungseinrichtung keinen Fluiddruck, sondern bleibt hydraulisch gesichert in einer Haltestellung.

In Fig. 2 sind die Steuerschieber 3 und 5 aus ihren Neutralstellungen herausbewegt und nehmen eine ihrer Arbeitsstellungen ein. Wie gezeigt sind die Steuerschieber 3 und 5 nach links bewegt. In dieser Stellung sperrt das hervorspringende Umfangsteil 18 des Steuerschiebers 3 die Verbindung zwischen dem Einlaßanschluß 12 und dem Auslaßanschluß 7 ab und das hervorspringende Umfangsteil 19 sperrt die Verbindung zwischen dem Anschluß 12 und dem Auslaßanschluß 8 ab. Zusätzlich sperrt das hervorspringende Umfangsteil 28 des Steuerschiebers 5 die Verbindung zwischen der Kammer 20 und dem Arbeitsanschluß 21 ab und das hervorspringende Umfangsteil 29 sperrt die Verbindung zwischen dem Arbeitsanschluß 22 und dem Rücklaufdurchgang 24 ab. Ferner wird die Fluidverbindung zwischen der Einlaßkammer 20 und dem Arbeitsanschluß 22 sowie zwischen dem Arbeitsanschluß 21 und dem Rücklaufdurchgang 23 infolge der jeweils zugeordneten Lagen der Nuten 25 und 26 am Steuerschieber 5 geöffnet. In der in Fig. 2 gezeigten Stellung strömt Fluid von der Pumpe 13 über die Zufuhrleitung 14 in den Einlaßanschluß 12 und dann über die Einlaßkammer 20 und die Bohrung 6 zu dem Arbeitsanschluß 22 und dann zu einem Ende eines Hydraulikzylinders (nicht gezeigt). Das Rücklauffluid geht vom Hydraulikzylinder durch den Arbeitsanschluß 21 und die Bohrung 6 zum Rücklaufdurchgang 23 und dann zum Behälter 9. Somit kann der Hydraulikzylinder betätigt werden.

Wenn die Stellung der Steuerschieber 3 und 5 in Fig. 2 zum Heben einer Last durch einen Hydraulikzylinder bestimmt ist, ist es erforderlich, die Steuerschieber 3 und 5 in Gegenrichtung oder in Richtung nach rechts zu bewegen, um ein Absenken einer Last zu ermöglichen. Diese Stellung der Steuerschieber 3 und 5 wird im allgemeinen als eine "Absenk"- Stellung bezeichnet, da der Pumpendruck in der Schaltung zum Absenken der Last genutzt wird. In dieser Stellung sperrt das hervorspringende Umfangsteil 18 des Steuerschiebers 3 die Verbindung zwischen dem Auslaßanschluß 8 und dem Einlaßanschluß 12 ab und das hervorspringende Umfangsteil 17 sperrt die Verbindung zwischen dem Einlaßanschluß 12 und dem Auslaßanschluß 7 ab. Auch sperrt das hervorspringende Umfangsteil 28 des Steuer­ schiebers 5 die Verbindung zwischen der Einlaßkammer 20 und dem Auslaßanschluß 22 ab und das hervorsprin­ gende Umfangsteil 27 sperrt die Verbindung zwischen dem Arbeitsanschluß 21 und dem Rücklaufdurchgang 23 ab. Somit ist die Fluidverbindung zwischen der Einlaßkammer 20 und dem Arbeitsanschluß 21 infolge der Lage der Nut 25 in der Last-Absenkstellung offen und Fluid kann zum Behälter 9 über den Arbeitsanschluß 22 und den Rücklaufdurchgang 24 zurückströmen.

Wenn die Steuerschieber 3 und 5 in ihren in Fig. 1 gezeigten Neutralstellungen sind, so ist noch zu erwähnen, daß der Pumpensteuerschieber 3 zuerst in die in Fig. 2 gezeigte Stellung bewegt oder verschoben wird, und zwar vor der Bewegung des Funktions-Steuerschiebers 5, so daß der Pumpendruck auf einen "Vorlade"-Druck vor der Bewegung des Steuerschiebers 5 ansteigen kann. Hierdurch wird ermöglicht, daß die Pumpe 13 den Hydraulikzylinder so ausreichend mit Druck beaufschlagt, daß Hohlräume vermieden werden. Da auf den Hydaulikzylinder ein ausreichender Druck ausgeübt wird, kann keine Luft in das System angesaugt werden, wenn sich der Kolben der Hydraulik schneller als der Fluiddruck bewegt. Somit vermeidet die unabhängige Wirkung der Steuerschieber 3 und 5 eine Zeitverzögerung zwischen der Bewegung des Funktionssteuerschiebers 5 und dem Druckaufbau in der Schaltung, die im allgemeinen bei Ventilen mit einem einzigen Steuerschieber vorhanden ist.

Das unabhängige Arbeiten des Pumpensteuerschiebers 3 und des Funktionssteuerschiebers 5 ermöglicht auch, daß das Ventil 1 eine Stellung mit "Freigang" hat. In dieser Freigang- Stellung wird der Pumpendruck nicht genutzt, um die hydraulische Kolbenstange zu bewegen, sondern das Gewicht der Last bewirkt die Bewegung der Kolbenstange infolge der Schwerkraft. Um eine Freigang-Stellung zu ermöglichen, ist der Steuerschieber 3 nicht in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, während der Funktionssteuerschieber 5 in der Zeichnung nach rechts zu verschieben ist, so daß das hervorspringende Umfangsteil 28 die Verbindung zwischen der Einlaßkammer 20 und dem Arbeitsanschluß 22 absperrt. Wenn die Steuerschieber 3 und 5 in diesen Stellungen sind, geht der Fluidstrom zu Beginn von dem Arbeitsanschluß 22 über den Rücklaufdurchgang 24 zum Behälter 9 und der Pumpendruck kann verzögert werden oder er kann nur eingeleitet werden, wenn dies erforderlich ist. Dies kann dadurch ermöglicht werden, daß der Steuerschieber 3 nach links oder rechts bewegt wird, um das Ventil 1 von einer Freigabe- Stellung zu einer kraftunterstützten Absenkstellung umzuschalten.

In der Fig. 3 ist ein hydraulisches Steuerventil gemäß einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung gezeigt, das insgesamt mit 50 bezeichnet ist. Das Steuerventil 50 umfaßt ein Gehäuse 51, das in Fig. 3 im Querschnitt gezeigt ist. Das Gehäuse 51 hat einen Pumpen- Steuerschieber 52, der in einer Bohrung 53 gleitbeweglich ist und drei Funktions-Steuerschieber 54 bis 56, die zugeordneten Bohrungen 57 bis 59 gleitbeweglich sind.

Das Gehäuse 51 enthält einen Einlaßanschluß 60 und einen Auslaßanschluß 61. Der Einlaßanschluß 60 ist im Gehäuse 51 mittig angeordnet und mit einer Pumpe 62 über eine Zufuhrleitung 63 verbunden. Der Einlaßanschluß 60 dient als ein Fluidzuführungsdurchgang, mündet direkt in die Bohrung 53 und steht mit jeder der anderen Bohrungen 57 bis 59 über drei in der Mitte angeordnete Einlaßkammern 64 bis 66 in Verbindung, die jeweils in den Bohrungen 57 bis 59 ausgebildet sind. Wie gezeigt ist der Auslaßanschluß 61 etwa U-förmig ausgebildet und mit einem Vorratsbehälter 67 über eine Rücklaufleitung 68 verbunden. Der Auslaßanschluß 61 steht mit jeder der Bohrungen 53 und 57 bis 59 in axial gegenüberliegenden Enden in Verbindung, um im Gehäuse 51 einen gemeinsamen Auslaßanschluß zu bilden.

Der Pumpen-Steuerschieber 52 hat eine einzige Umfangsnut 69, die in diesen eingeschnitten ist und ein Paar von hervorspringenden Umfangsteilen 70, 71 begrenzt, die in axial im Abstand liegenden Stellen angeordnet sind. Wie gezeigt ist das hervorspringende Umfangsteil 70 derart bemessen, daß es eine Axiallänge hat, die geringfügig kleiner als die axiale Länge des hervorspringenden Umfangsteils 71 ist.

Ein Paar von Arbeitsanschlüssen 72 und 73 sind auf jeder Seite der Einlaßkammer 64 der Bohrung 57 zwischen der Nut 64 und dem Auslaßanschluß 61 angeordnet. Die Arbeitsanschlüsse 72 und 73 stehen in Fluidverbindung mit der Einlaßnut 64 über die Bohrung 57 und führen zu den gegenüberliegenden Enden einer Fluidbetätigungseinrichtung, insbesondere einem Hydraulikzylinder (nicht gezeigt). Wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung ist die Verbindung der Arbeitsanschlüsse 72 und 73 mit dem Zylinder einer Hydraulik nicht das einzige Anwendungsgebiet des Steuerventils 50, sondern das Steuerventil 50 kann auch einfach an andere ähnliche Anwendungsgebiete angepaßt werden.

Wie gezeigt, enthalten die Bohrungen 58 und 59 auch ein Paar von Arbeitsanschlüssen 74-75 und 76-77 jeweils. Die Arbeitsanschlüsse 74-75 und 76-77 arbeiten auf genau die gleiche Weise wie die Anschlüsse 72- 73, abgesehen von der Tatsache, daß sie zu gesonderten hydraulischen Betätigungseinrichtungen führen, die unterschiedliche und verschiedene Funktionen zu der hydraulischen Betätigungseinrichtung ausführen, die dem Steuerschieber 54 und den Anschlüssen 72-73 zugeordnet ist.

Der Funktions-Steuerschieber 54 ist mit einem Paar von axial beabstandet angeordneten Umfangsnuten 78 und 79 versehen, die drei im Abstand voneinander befindliche hervorspringende Umfangsteile 80 bis 82 längs der Längsachse des Steuerschiebers 54 begrenzen. Die hervorspringenden Umfangsteile 80 und 82 haben eine gleiche axiale Länge, während das mittlere hervorspringende Umfangsteil 81 geringfügig kürzer als die hervorspringenden Umfangsteile 80 und 82 bemessen ist. Die hervorspringenden Umfangsteile 80 bis 82 befinden sich am Steuerschieber 54 an solchen Stellen, daß die Arbeitsanschlüsse 72 und 73 vom Auslaßanschluß 61 und von der Einlaßkammer 64 in der Neutralstellung des Steuerschiebers 54 getrennt sind. Diese Neutral- oder Haltestellung des Steuerschiebers 54 ist in Fig. 3 gezeigt.

Die Funktions-Steuerschieber 55 und 56 stimmen hinsichtlich ihren Abmessungen mit dem Steuerschieber 54 überein. Daher enthält der Steuerschieber 55 ein Paar von Nuten 83 und 84, die drei hervorspringende Umfangsteile 85 bis 87 begrenzen und der Steuerschieber 56 enthält Nuten 88, 89 und hervorspringende Umfangsteile 90-92. In Fig. 2 sind die Steuerschieber 55 und 56 in ihren Neutralstellungen. Sie arbeiten auf die gleiche Weise wie der Steuerschieber 54.

Ein üblicher Federzentriermechanismus ist mit den gegenüberliegenden Enden jedes Steuerschiebers 54 bis 56 verbunden, um federnd nachgiebig einer Bewegung einen Widerstand entgegenzusetzen, durch die jeder Steuerschieber aus seiner Neutralstellung herausbewegt wird. Da die Federzentriermechanismen auf den gegenüberliegenden Seiten jedes Steuerschiebers 54 bis 56 identisch sind, braucht nachstehend nur ein solcher Mechanismus erläutert zu werden. Bezugnehmend auf den rechten Teil in Fig. 3 enthält der Zentriermechanismus eine Abdeckung 93, die die rechts liegenden Enden der Steuerschieber 54 bis 56 umgibt. Wie gezeigt, ist eine Vielzahl von Dichtungen 94 vorgesehen, um einen fluiddichten Abschluß zwischen der Abdeckung 93 und dem Gehäuse 51 zu erhalten. Wie gezeigt, enthält der Zentriermechanismus für den Steuerschieber 54 eine Feder 95, die sich in einer Kammer 96 befindet, die im oberen Ende der Abdeckung 93 ausgebildet ist. Die Kammer 96 hat einen Durchmesser, der größer als jener der Bohrung 57 ist, so daß das hervorspringende Umfangsteil 82 und eine Unterlegscheibe 97 aufgenommen werden können, die um das Ende des Steuerschiebers 54 angeordnet ist. Ein Ende der Feder 95 umgibt das rechts liegende Ende des Steuerschiebers 54 und liegt gegen die Unterlegscheibe 97 an, während das andere Ende der Feder 95 gegen die Abdeckung 93 anliegt.

Der Federmechanismus für den Pumpen-Steuerschieber 52 belastet den Steuerschieber 52 in Fig. 3 in Richtung nach rechts und enthält eine Feder 98, die im wesentlichen in der Bohrung 53 aufgenommen ist. Ein Ende der Feder 98 umgibt das links liegende Ende des Steuerschiebers 52 und liegt gegen die Seite des hervorspringenden Umfangsteils 70 an, während das andere Ende der Feder 98 gegen die Abdeckung 99 anliegt, die die linke Seite des Gehäuses 51 abdeckt. Wenn daher der Steuerschieber 52 wie in Fig. 3 gezeigt nach links bewegt wird, wird die Feder 98 zusammengedrückt, um federnd nachgiebig dieser Bewegung einen Widerstand entgegenzusetzen.

Die Schieber 52 und 54-56 sind gleitbeweglich in Bohrungen 53 und 57-59 unter Einwirkung des Hydraulikdruckes. Um Druck zuzuführen, enthalten die Abdeckungen 93 und 99 mit Gewinde versehene Steueranschlüsse 100, die an einem Ende mit den Kammern 96 in Verbindung stehen und mit ihren anderen Enden mit Steuerleitungen 101 in Verbindung stehen, die über eine Reihe von Rückschlagventilen 102 mit einer Quelle für den Steuerdruck (nicht gezeigt) verbunden sind. Der Pumpen-Steuerschieber 52 wird durch den Steuerdruck betätigt, der über einen mit Gewinde versehenen Steueranschluß 103 zugeführt wird, der an einem Ende mit einem Durchgang 104 und am anderen Ende mit der Steuerleitung 101 in Verbindung steht. Der Durchgang 104 seinerseits führt zu der Fläche des hervorspringenden Umfangsteils 71 des Steuerschiebers 52, so daß sich der Steuerschieber 52 entgegen der Kraft der Feder 98 in der Zeichnung nach links bewegt, wenn auf dieses hervorspringende Umfangsteil ein Druck einwirkt.

Wenn sich die Steuerschieber 52 und 54-56 in ihren Neutralstellungen befinden, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, strömt Hydraulikfluid von der Pumpe 62 zu dem Einlaßanschluß 60 über die Bohrung 53 zu dem Auslaßanschluß 61 und zurück über die Rücklaufleitung 68 zu dem Vorratsbehälter 67. Das Fluid kann nicht von dem Einlaßanschluß 60 über die Einlaßkammern 64-66 und dann zu den Arbeitsanschlüssen 72-77 strömen, da die hervorspringenden Umfangsteile 81, 86 und 91 der Steuerschieber 54-56 jeweils die Verbindung zwischen den Einlaßkammern 64-66 und den Anschlüssen 72-77 absperren. Wenn die Steuerschieber 54-56 in ihren Neutralstellungen sind, erhalten die einzelnen hydraulischen Betätigungseinrichtungen, die durch die Steuerschieber 54-56 gesteuert werden, keinen Fluiddruck von der Pumpe 62, sondern bleiben hydraulisch verriegelt in ihren Haltestellungen.

Um eine Last zu heben oder zu senken, muß der Pumpen- Steuerschieber 52 in seine Arbeitsstellung bewegt werden und die Steuerschieber 54-56 müssen aus ihren Neutralstellungen heraus in eine ihrer Arbeitsstellungen bewegt werden. Die nachstehenden Erläuterungen beziehen sich nur auf das Arbeiten der Steuerschieber 52 und 54. Selbstverständlich können die Steuerschieber 55 und 56 auf die gleiche Weise wie der Steuerschieber 54 arbeiten, um gesonderte hydraulische Betätigungseinrichtungen zu steuern. Wenn die Steuerschieber 52 und 54 in der Zeichnung nach links bewegt werden, sperrt das hervorspringende Umfangsteil 71 des Steuerschiebers 52 die Verbindung zwischen dem Einlaßanschluß 60 und dem Auslaßanschluß 61 ab, so daß der gesamte Pumpendruck an der Einlaßkammer 64 anliegt. Zusätzlich sperrt das hervorspringende Umfangsteil 81 des Steuerschiebers 54 die Verbindung zwischen der Einlaßkammer 64 und dem Arbeitsanschluß 72 ab und das hervorspringende Umfangsteil 82 sperrt die Verbindung zwischen dem Arbeitsanschluß 73 und dem Auslaßanschluß 61 ab. Ferner wird die Fluidverbindung zwischen der Einlaßkammer 64 und dem Arbeitsanschluß 73 sowie zwischen dem Arbeitsanschluß 72 und dem Auslaßanschluß 61 infolge der jeweiligen Lagen der Nuten 78 und 79 am Steuerschieber 54 geöffnet. In dieser Stellung strömt Fluid von der Pumpe 62 über die Zufuhrleitung 63 in den Einlaßanschluß 60 und dann über die Einlaßkammer 64 und die Bohrung 57 zu dem Arbeitsanschluß 73 und dann zu einem Ende eines Hydraulikzylinders (nicht gezeigt). Rücklauffluid vom Hydraulikzylinder geht über den Arbeitsanschluß 72 und die Bohrung 57 zum Auslaßanschluß 61 und dann zum Behälter 67. Somit kann der hydraulische Kolben entweder eingefahren oder ausgefahren werden.

Wenn die Stellungen der Steuerschieber 52 und 54 bei der Bewegung nach links eine Lasthebefunktion erfüllen sollen, so ist es erforderlich, daß der Steuerschieber 54 in der Gegenrichtung oder nach rechts bewegt wird, um eine Lastabsenkstellung oder eine kraftunterstützte Absenkstellung zu bilden. In dieser Stellung sperrt das hervorspringende Umfangsteil 81 des Steuerschiebers 54 die Verbindung zwischen der Einlaßkammer 64 und dem Arbeitsanschluß 73 ab und das hervorspringende Umfangsteil 80 sperrt die Verbindung zwischen dem Arbeitsanschluß 72 und dem Auslaßanschluß 61 ab. Daher ist die Fluidverbindung zwischen der Einlaßkammer 64 und dem Arbeitsanschluß 72 infolge der Lage der Nut 78 offen, um die Last kraftunterstützt abzusenken. Das Fluid kehrt zum Behälter 67 über den Arbeitsanschluß 73 und den Auslaßanschluß 61 zurück.

Wenn die Steuerschieber 52 und 54 in ihren Neutralstellungen sind, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, wird der Pumpen- Steuerschieber 52 zuerst nach links in seine Arbeitsstellung vor der Bewegung des Funktions-Steuerschiebers 54 bewegt, so daß der Pumpendruck auf einen Aufladedruck vor der Bewegung des Steuerschiebers 54 gebracht werden kann. Somit kann die Pumpe 62 einen ausreichenden Druck aufrechterhalten, um Hohlräume zu vermeiden. Diese Vorgehensweise kann auch bezüglich der Steuerschieber 55 und 56 vorgesehen sein. Somit verhindert das unabhängige Wirken der Steuerschieber 52 und 54-56 die Zeitverzögerung zwischen der Bewegung eines Funktions-Steuerschiebers und dem Druckaufbau in der Schaltung, die normalerweise bei Ventilen mit einem einzigen Steuerschieber vorhanden ist.

Das unabhängige Arbeiten des Pumpen-Steuerschiebers 52 und des Funktions-Steuerschiebers 54 ermöglicht auch, daß das Ventil 50 eine Stellung mit "Freigang" hat. Um ein Arbeiten mit Freigang zu ermöglichen, muß der Pumpen-Steuerschieber 52 in die in Fig. 3 gezeigte Stellung gebracht werden, während der Steuerschieber 54 in die rechte Arbeitsstellung gebracht werden muß, so daß das hervorspringende Umfangsteil 81 die Verbindung zwischen der Einlaßkammer 64 und dem Arbeitsanschluß 73 absperrt. Wenn die Steuerschieber 52 und 54 in diesen Stellungen sind, strömt Fluid, ausgehend von dem Arbeitsanschluß 73 über den Auslaßanschluß 61 zu dem Behälter 67 und der Pumpendruck kann verzögert werden oder nur gegebenenfalls eingeleitet werden. Selbstverständlich kann dies durch eine Hubbewegung des Steuerschiebers 52 nach links erreicht werden, wodurch das Ventil 50 an einer Stellung mit Freigang zu einer kraftunterstützten Absenkstellung umgeschaltet werden kann.

Claims (13)

1. Hydraulisches Mehrwege-Steuerventil zum Steuern eines Druckfluids aus einer Quelle (13) zu Arbeitsanschlüssen (21, 22; 72-77) für einen oder mehrere Hydraulikzylinder und von diesen zurück zu einem Vorratstank (9, 67), umfassend mindestens einen Funktionssteuerschieber (5; 54-56), der das Druckfluid von einer Einlaßkammer (20; 64-66) zu Arbeitsanschlüssen (21, 22; 72-77) leitet, und einen vorgeschalteten Pumpensteuerschieber (3, 52), über welchen der vom Funktionssteuerschieber (5; 54) weitergebbare Druck voreinstellbar ist,
wobei der Pumpensteuerschieber (3, 52) derart ausgebildet ist, daß in seiner Neutralstellung (Fig. 1, 3) das Druckfluid direkt von der Quelle (13) zurück zum Vorratstank (9) geleitet wird und in mindestens einer Arbeitsstellung (Fig. 2) das Druckfluid über den Pumpensteuerschieber (3; 52) durch einen mit dem Pumpensteuerschieber (3; 52) in Verbindung stehenden Einlaßanschluß (12, 60) direkt der Einlaßkammer (20; 64- 66) des Funktionssteuerschiebers (5; 54-56) zugeführt wird,
wobei der Pumpensteuerschieber (3; 52) und der mindestens eine Funktionssteuerschieber (5, 54-56) in einem gemeinsamen Gehäuse (2; 51) parallel zueinander verschiebbar gelagert sind, und
wobei in dem gemeinsamen Gehäuse (2; 51) eine hydraulische Betätigungseinrichtung (30-35; 93-97) und die Funktionssteuerschieber (5; 54-56) unabhängig voneinander aus ihrer jeweiligen Neutralstellung in die mindestens eine Arbeitsstellung verschiebbar sind, derart, daß bei dieser Umschaltung der Pumpensteuerschieber (3; 52) dem Funktionssteuerschieber (5; 54-56) voreilt.

2. Hydraulisches Mehrwege-Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kammern (33, 37; 96, 104) mit Steueranschlüssen (42; 100, 103) vorgesehen und derart bei den Pumpen- und Funktionssteuerschiebern (3, 52; 54-56) angebracht sind, daß diese mit dem Fluid direkt beaufschlagbar sind.

3. Hydraulisches Mehrwege-Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpensteuerschieber (3, 52) und der/die Funktionssteuerschieber (5; 54-56) derart ausgebildet sind, daß bei deren Verschiebung von der Neutralstellung in die Arbeitsstellung der Pumpensteuerschieber (3, 52) zuerst bewegt wird.

4. Hydraulisches Mehrwege-Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpensteuerschieber (3, 52) und der/die Funktionssteuerschieber (5; 54-56) über eine gemeinsame Steuerleitung (41; 101) betätigbar sind.

5. Hydraulisches Mehrwege-Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpensteuerschieber (3, 52) und der/die Funktionssteuerschieber (5; 54-56) durch Vorspanneinrichtungen (32, 34-36, 38, 39; 95, 97, 98) in ihren Neutralstellungen elastisch verschiebbar gehalten sind.

6. Hydraulisches Mehrwege-Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Ventilgehäuse (2) mit einem Einlaßanschluß (12), der mit der Quelle (13) für Hydraulikfluid verbindbar ist, mit einer ersten sowie einer zweiten Steuerschieber-Aufnahmebohrung (4, 6) zur Aufnahme des Pumpensteuerschiebers (3) bzw. des Funktionssteuerschiebers (5), wobei die erste Bohrung (4) mit dem Fluideinlaßanschluß (12) und Fluidauslaßanschlüssen (7, 8) in Verbindung steht und in der zweiten Bohrung (6) die Einlaßkammer (20) vorgesehen ist, die mit dem Einlaßanschluß (12) stromab von der ersten Bohrung (4) derart in Verbindung steht, daß das Einlaßfluid in die erste Bohrung (4) strömt, bevor es die zweite Bohrung (6) erreicht, wobei die zweite Bohrung (6) ferner mit den Arbeitsanschlüssen (21, 22) und einem Paar von Fluidrücklaufdurchgängen (23, 24) in Verbindung steht.

7. Hydraulisches Mehrwege-Steuerventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidrücklaufdurchgänge (23, 24) in Verbindung mit der zweiten Bohrung (6) an axial gegenüberliegenden Seiten der Einlaßkammer (20) stehen.

8. Hydraulisches Mehrwege-Steuerventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Arbeitsanschlüsse (21, 22) mit der zweiten Bohrung (6) an einer Stelle zwischen einem der Fluidrücklaufdurchgänge (23, 24) und der Einlaßkammer (20) in Verbindung steht und daß der andere Arbeitsanschluß (22, 21) mit der zweiten Bohrung (6) an einer Stelle zwischen dem anderen Fluidrücklaufdurchgang (24, 23) und der Einlaßkammer (20) in Verbindung steht.

9. Steuerventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Fluidauslaßanschlüsse (7) auf einer Seite des Einlaßanschlusses (12) und der andere (8) auf der anderen Seite des Einlaßanschlusses (12) angeordnet ist.

10. Hydraulisches Mehrwege-Steuerventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidauslaßanschluß (7) der ersten Bohrung (4) in Fluidverbindung mit den Fluidrücklaufdurchgängen (23, 24) der zweiten Bohrung (6) zur Bildung eines gemeinsamen Auslasses steht.

11. Hydraulisches Mehrwege-Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein Ventilgehäuse (51) mit einem Fluideinlaßanschluß (60), der mit der Quelle (62) für Hydraulikfluid verbindbar ist, wobei eine Pumpensteuerschieberbohrung (53) und eine Vielzahl von Funktionssteuerschieberbohrungen (57-59) im Ventilgehäuse (51) ausgebildet sind, wobei die Pumpensteuerschieberbohrung (53) zur Aufnahme des Pumpensteuerschiebers (52) in Verbindung mit dem Einlaßanschluß (60) und einem Auslaßanschluß (61) steht und die Funktionsschieberbohrungen (57-59) zur Aufnahme der Funktionssteuerschieber (54-56) jeweils eine Einlaßkammer (64-66) haben, die mit dem Einlaßanschluß (60) stromab der Pumpenschieberbohrung (53) in Verbindung steht, so daß das Fluid in die Pumpenschieberbohrung (53) strömt, bevor es in die Einlaßkammern (64-66) strömt, wobei die jeweiligen Funktionsschieberbohrungen (57-59) ferner mit
jeweils einem Paar von Arbeitsanschlüssen (72, 73) und dem Fluidauslaßanschluß (61) in Verbindung stehen.

12. Hydraulisches Mehrwege-Steuerventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßanschluß (61) in die Pumpensteuerschieberbohrung (53) und die Funktionssteuerschieberbohrungen (57-59) an axial gegenüberliegenden Enden mündet.

13. Hydraulisches Steuerventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsanschlüsse (72-77) in die Funktionssteuerschieberbohrungen (57-59) an axial gegenüberliegenden Seiten der Einlaßkammern (64-66) zwischen diesen und dem jeweiligen Auslaßanschluß (61) münden.