DE3508340C2

DE3508340C2 - Multi-way valve

Info

Publication number: DE3508340C2
Application number: DE3508340A
Authority: DE
Inventors: Alfred 8771 Urspringen Breunig
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1987-04-30
Also published as: IT8603351A0; DE3508340A1; IT1204122B

Abstract

Bei einem hydraulisch betätigten Mehrwegeventil mit Schwimmstellung zur Verbindung der Zylinderräume eines hydraulischen Zylinders ist in dem Gegenhaltekolben ein Ventil angeordnet, das beim Ansteuern des Ventilschiebers mit einem erhöhten Steuerdruck vom Ventilschieber geöffnet wird, womit eine Verbindung des mit Steuerdruck beaufschlagten Steuerraumes des Gegenhaltekolbens zu der benachbarten druckentlasteten Steuerkammer hergestellt wird, wodurch der Gegenhaltekolben druckentlastet wird und in eine Stellung verschoben wird, in der das Mehrwegeventil die Schwimmstellung einnimmt. Durch die Anordnung des Ventils im Gegenhaltekolben sowie durch die Betätigung des Ventils durch den Ventilschieber selbst kann das Einstellen der Schwimmstellung mit sehr einfachen Mitteln zuverlässig erfolgen.In a hydraulically operated multi-way valve with a floating position for connecting the cylinder chambers of a hydraulic cylinder, a valve is arranged in the counter-holding piston which is opened when the valve slide is actuated with an increased control pressure from the valve slide, thus establishing a connection between the control chamber of the counter-holding piston, which is pressurized with control pressure, and the adjacent pressure-relieved control chamber, whereby the counter-holding piston is relieved of pressure and moved into a position in which the multi-way valve assumes the floating position. By arranging the valve in the counter-holding piston and by actuating the valve by the valve slide itself, the floating position can be set reliably using very simple means.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrwegeventil mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmalen.The invention relates to a multi-way valve with the features stated in the preamble of patent claim 1.

Solche Mehrwegeventile dienen insbesondere zur Betätigung von hydraulischen Zylindern, deren Kolben ein- bzw. ausgefahren werden, um beispielsweise eine Last zu senken oder zu heben. Dabei ist der Ventilschieber über eine Feder an einem hydraulischen Gegenhaltekolben abgestützt, der mit Druckmittel und der Kraft einer Feder beaufschlagt wird und damit in einer bestimmten Lage gehalten ist. Soll das Ventil in die Schwimmstellung geschaltet werden, in der die beiden Zylinderräume des Arbeitszylinders miteinander verbunden werden, so wird der Gegenhaltekolben druckentlastet und gelangt damit durch Überwinden der Federkraft in eine Ausweichlage, so daß nun durch erhöhte Druckbeaufschlagung des gegenüberliegenden Endes des Ventilschiebers dieser in die Schwimmstellung umgeschaltet werden kann. Bei dem bekannten Ventil (Rexroth M 1 Steuerblock) erfolgt die Druckbeaufschlagung und Druckentlastung des Gegenhaltekolbens durch ein eigenes Dreiwegeventil, das in der Ruhestellung den Steuerdruck auf den Kolben durchschaltet und das durch einen elektrischen Impuls umgeschaltet wird und damit den Gegenhaltekolben zum Tank druckentlastet.Such multi-way valves are used in particular to operate hydraulic cylinders whose pistons are extended or retracted, for example to lower or raise a load. The valve slide is supported by a spring on a hydraulic counter-holding piston, which is pressurized with pressure medium and the force of a spring and is thus held in a certain position. If the valve is to be switched to the floating position, in which the two cylinder chambers of the working cylinder are connected to one another, the counter-holding piston is relieved of pressure and thus reaches an evasive position by overcoming the spring force, so that the opposite end of the valve slide can now be switched to the floating position by increasing the pressure on the valve slide. In the known valve (Rexroth M 1 control block), the counter-holding piston is pressurized and relieved of pressure by a separate three-way valve, which in the rest position switches the control pressure through to the piston and which is switched by an electrical impulse, thus relieving the pressure on the counter-holding piston to the tank.

Ausgehend von dem bekannten Ventil liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung zum Umschalten des Ventils in die Schwimmstellung zu vereinfachen.Based on the known valve, the invention is based on the object of simplifying the device for switching the valve into the floating position.

Die genannte Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.The above-mentioned problem is solved by the features set out in the characterising part of patent claim 1.

Erfindungsgemäß entfällt das bisher vorgesehene Ventil für die Drucksteuerung des Gegenhaltekolbens. Vielmehr ist im Gegenhaltekolben selbst ein Ventil vorgesehen, das von dem Ventilschieber bei Erhöhung des Schaltdrucks betätigt wird und damit öffnet, so daß die Druckentlastung des Gegenhaltekolbens über das Ventil in die benachbarte, in dieser Schaltstellung mit dem Tank verbundene Steuerkammer erfolgt.According to the invention, the previously provided valve for pressure control of the counter-holding piston is no longer required. Instead, a valve is provided in the counter-holding piston itself, which is actuated by the valve slide when the switching pressure increases and thus opens, so that the pressure relief of the counter-holding piston takes place via the valve into the adjacent control chamber which is connected to the tank in this switching position.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims.

So läßt sich erfindungsgemäß das Ventil in dem Gegenhaltekolben verhältnismäßig einfach ausbilden. Ferner bedarf es nunmehr einer Drossel in der Leitung zwischen der Steuerdruckquelle und dem Steuerraum des Gegenhaltekolbens, um bei geöffnetem Sitzventil eine Druckentlastung des Gegenhaltekolbens zu erzielen.According to the invention, the valve in the counter-holding piston can be designed relatively simply. Furthermore, a throttle is now required in the line between the control pressure source and the control chamber of the counter-holding piston in order to relieve the pressure on the counter-holding piston when the seat valve is open.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein Schnitt durch das dem Gegenhaltekolben zugekehrte Ende eines Mehrwegeventils dargestellt ist, das im übrigen nur schematisch angedeutet ist.An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing, in which a section through the end of a multi-way valve facing the counter-holding piston is shown, which is otherwise only indicated schematically.

In der Zeichnung ist ein Ventilschieber 10 in einem Gehäuse 11 eines Mehrwegeventils 30 verschiebbar und trägt an seinem Ende einen Stößel 12 mit geringerem Durchmesser, so daß eine Ringfläche 14 gebildet ist, an dem ein Federteller 15 anliegt. Am Ende des Stößels 12 ist ein Ring 16 befestigt, an dem ein Federteller 17 anliegt. Zwischen den Federtellern 15 und 17 sind zwei Druckfedern 18 und 19 angeordnet.In the drawing, a valve slide 10 is displaceable in a housing 11 of a multi-way valve 30 and has a tappet 12 with a smaller diameter at its end, so that an annular surface 14 is formed, against which a spring plate 15 rests. A ring 16 is attached to the end of the tappet 12 , against which a spring plate 17 rests. Two compression springs 18 and 19 are arranged between the spring plates 15 and 17 .

In der dargestellten Lage des Ventilschiebers 10 stützt sich der Federteller 15 an einem Anschlag 21 des Gehäuses 11 und der Federteller 17 an einem Gegenhaltekolben 22 ab, der in einem Gehäuse 23 verschiebbar angeordnet ist.In the illustrated position of the valve slide 10, the spring plate 15 is supported on a stop 21 of the housing 11 and the spring plate 17 is supported on a counter-piston 22 which is slidably arranged in a housing 23 .

Der Gegenhaltekolben 22 begrenzt eine Steuerkammer 24, die einen Anschluß 25 aufweist, der mit einem Druckregelventil 26 verbunden ist, das an eine Steuerdruckmittelquelle 28 angeschlossen ist.The counter piston 22 defines a control chamber 24 which has a connection 25 which is connected to a pressure control valve 26 which is connected to a control pressure medium source 28 .

Das Mehrwegeventil 30 zur Steuerung der Druckmittelwege zu einem Verbraucher, insbesondere einem hydraulischen Zylinder, ist in der Zeichnung nur schematisch dargestellt und weist die üblichen Verbindungen A und B zum Verbraucher, T zum Tank und P zu einer Druckmittelquelle auf. In bekannter Weise wird ausgehend von der Mittelstellung, in der die Verbraucherleitungen A und B abgesperrt sind, durch Verschieben des Schiebers 10 nach links oder rechts die Verbraucherleitungen an die Druckmittelquelle bzw. den Tank angeschlossen, um den Arbeitszylinder in der einen oder entgegengesetzten Richtung zu betätigen. Insbesondere erfolgt bei einer Verschiebung des Ventilschiebers 10 nach links ein Heben der Last und bei Verschieben nach rechts ein Senken der Last.The multi-way valve 30 for controlling the pressure medium paths to a consumer, in particular a hydraulic cylinder, is only shown schematically in the drawing and has the usual connections A and B to the consumer, T to the tank and P to a pressure medium source. In a known manner, starting from the middle position in which the consumer lines A and B are shut off, the consumer lines are connected to the pressure medium source or the tank by moving the slide 10 to the left or right in order to actuate the working cylinder in one or the opposite direction. In particular, if the valve slide 10 is moved to the left, the load is raised and if it is moved to the right, the load is lowered.

Die Betätigung des Ventilschiebers 10 erfolgt durch Druckbeaufschlagen der Steuerkammer 24, indem über das Druckregelventil 26 die Verbindung zur Steuerdruckmittelquelle 28 hergestellt wird, so daß der Druck in der Steuerkammer 24 auf die Stirnseite des Stößels 12 bzw. des Ventilschiebers 10 wirkt und diesen entgegen der Kraft der Federn 18, 19 nach links verschiebt. Dabei ist eine Steuerkammer 47 auf der entgegengesetzten Seite des Ventilschiebers 10 über ein weiteres Druckregelventil 32 mit dem Tank verbunden und damit druckentlastet.The valve slide 10 is actuated by pressurizing the control chamber 24 by establishing the connection to the control pressure medium source 28 via the pressure control valve 26 , so that the pressure in the control chamber 24 acts on the front side of the tappet 12 or the valve slide 10 and moves it to the left against the force of the springs 18, 19. A control chamber 47 on the opposite side of the valve slide 10 is connected to the tank via a further pressure control valve 32 and is thus relieved of pressure.

Der Gegenhaltekolben 22 ist in einer Gehäusebohrung 33 verschiebbar, die einen Steuerraum 34 abteilt, der über einen Anschluß 35 und eine Drossel 36 mit der Druckmittelquelle 28 verbunden ist. Es kann sich somit der maximale Steuerdruck in dem Steuerraum 34 aufbauen, so daß der Gegenhaltekolben 22 in der dargestellten Lage gehalten ist. Zusätzlich wird der Gegenhaltekolben 22 noch von einer Feder 46 in die dargestellte Lage vorgespannt, in der der Kolben gegen einen Anschlag 45 des Gehäuses gedrückt ist.The counter-holding piston 22 can be moved in a housing bore 33 , which divides a control chamber 34 , which is connected to the pressure medium source 28 via a connection 35 and a throttle 36. The maximum control pressure can thus build up in the control chamber 34 , so that the counter-holding piston 22 is held in the position shown. In addition, the counter-holding piston 22 is pre-tensioned by a spring 46 into the position shown, in which the piston is pressed against a stop 45 of the housing.

Soll der Ventilschieber 10 nach rechts verschoben werden, um das Mehrwegeventil in die Senkstellung zu bringen, so wird über das Druckregelventil 32 die gegenüberliegende Steuerkammer 47 des Ventilschiebers 10 mit dem Steuerdruck beaufschlagt, während die Steuerkammer 24 über das Druckregelventil 26 mit dem Tank verbunden und damit druckentlastet ist.If the valve slide 10 is to be moved to the right in order to bring the multi-way valve into the lowering position, the opposite control chamber 47 of the valve slide 10 is subjected to the control pressure via the pressure control valve 32 , while the control chamber 24 is connected to the tank via the pressure control valve 26 and is thus relieved of pressure.

Zum Heben und Senken wird somit über die Ventile 26 bzw. 32 ein Druck in der jeweiligen Steuerkammer eingesteuert, so daß das Mehrwegeventil kontinuierlich verschiebbar ist und eine entsprechende Durchflußsteuerung zum Arbeitszylinder erfolgt. In der Zeichnung sind die Druckregelventile 26 und 32 getrennt dargestellt. Sie können miteinander verbunden sein oder vorzugsweise in einem einzigen Ventil vereinigt sein.For lifting and lowering, a pressure is introduced into the respective control chamber via the valves 26 and 32 , respectively, so that the multi-way valve can be moved continuously and a corresponding flow control to the working cylinder takes place. In the drawing, the pressure control valves 26 and 32 are shown separately. They can be connected to one another or, preferably, combined in a single valve.

Soll ausgehend von der Senkstellung des Mehrwegeventils 30 in die Schwimmstellung umgeschaltet werden, so wird das Druckregelventil 32 voll geöffnet, so daß auf die Stirnseite des Ventilschiebers 10 in der Steuerkammer 47 der volle Steuerdruck einwirkt, der um einen vorbestimmten Wert über dem Druck liegt, der zum Verschieben des Ventilschiebers in die Senkstellung erforderlich ist. Dieser erhöhte Steuerdruck, der auch als Schaltdruck bezeichnet wird, hat zur Folge, daß der Ventilschieber 10 gegen die Kraft der Federn 18 und 19so weit nach rechts verschoben wird, daß die Stirnseite 38 des Stößels 12 auf das vorragende, zapfenförmige Ende 39 des Ventilgliedes 40 auftrifft und dieses gegen die Kraft der Schließfeder 48 und dem in dem Steuerraum 34 wirkenden Steuerdruck in Öffnungsrichtung verschiebt, wodurch die Verbindung von dem Steuerraum 34 über die Bohrung 41 in die Steuerkammer 24 freigegeben wird. Dadurch kann das im Steuerraum 34 befindliche Druckmittel in die Steuerkammer 24 und über das Druckregelventil 26 zum Tank abfließen. Der Steuerraum 34 wird somit druckentlastet, so daß der Gegenhaltekolben 22 über den Stößel 12 gemeinsam mit dem Ventilschieber nach rechts verschoben werden kann, bis der Kolbenflansch 42 am Anschlag 43 des Gehäuses 23 zur Anlage kommt. Der Ventilschieber 10 befindet sich in dieser Stellung in der Schwimmstellung.If the multi-way valve 30 is to be switched from the lowered position to the floating position, the pressure control valve 32 is fully opened so that the full control pressure, which is a predetermined value higher than the pressure required to move the valve slide into the lowered position, acts on the front side of the valve slide 10 in the control chamber 47. This increased control pressure, which is also referred to as the switching pressure, has the result that the valve slide 10 is moved so far to the right against the force of the springs 18 and 19 that the front side 38 of the tappet 12 strikes the protruding, pin-shaped end 39 of the valve member 40 and moves this in the opening direction against the force of the closing spring 48 and the control pressure acting in the control chamber 34 , whereby the connection from the control chamber 34 via the bore 41 into the control chamber 24 is released. This allows the pressure medium in the control chamber 34 to flow into the control chamber 24 and to the tank via the pressure control valve 26. The control chamber 34 is thus relieved of pressure so that the counter-holding piston 22 can be moved to the right via the tappet 12 together with the valve slide until the piston flange 42 comes to rest on the stop 43 of the housing 23. The valve slide 10 is in the floating position in this position.

Da der Querschnitt der Drossel 36 kleiner ist als der Öffnungsquerschnitt der Bohrung 41 des Ventils 40, kann im geöffneten Zustand des Ventiles 40 kein Druck aufgebaut werden. Sobald jedoch der für das Erreichen der Schwimmstellung erforderliche erhöhte Schaltdruck am Ventil 32 durch Androsseln um einen bestimmten Wert verringert wird, verschiebt die Schließfeder 48 das Ventilglied 40 in Schließstellung, wobei der Stößel 12 gemeinsam mit dem Ventilschieber um den gleichen Verschiebeweg in die gleiche Richtung verschoben werden. Da sich nunmehr im Steuerraum 34 wieder der volle Steuerdruck aufbaut, verschiebt der Gegenhaltekolben den Ventilschieber 10 über das vorragende Ende 39 des Ventilgliedes 40 und Stößel 12 in seine Senkstellung, in der der Gegenhaltekolben 22 an der Anschlagfläche 45 am Gehäuse 49 anliegt. Damit befindet sich der Gegenhaltekolben 22 wieder in der dargestellten Lage, und der Ventilschieber 10 kann sich durch entsprechende Betätigung des Ventils 32 weiter in die Mittelstellung zurückverschieben.Since the cross-section of the throttle 36 is smaller than the opening cross-section of the bore 41 of the valve 40 , no pressure can be built up when the valve 40 is open. However, as soon as the increased switching pressure at the valve 32 required to reach the floating position is reduced by a certain value by throttling, the closing spring 48 moves the valve member 40 into the closed position, with the tappet 12 being moved together with the valve slide by the same displacement path in the same direction. Since the full control pressure is now building up again in the control chamber 34 , the counter-holding piston moves the valve slide 10 via the protruding end 39 of the valve member 40 and tappet 12 into its lowered position, in which the counter-holding piston 22 rests against the stop surface 45 on the housing 49 . The counter-holding piston 22 is then again in the position shown, and the valve slide 10 can be moved further back into the middle position by actuating the valve 32 accordingly.

Claims

1. Multi-way valve for controlling the pressure medium paths between a consumer and a pressure medium source or a tank, with a control chamber arranged on each end face of the valve slide, which can be connected to a control pressure source, with a counter-holding piston delimiting the first control chamber, the end face of which facing away from the first control chamber can be pressurized with control pressure or relieved of pressure via a control chamber by means of a valve device, whereby the counter-holding piston can be switched between a holding position and an evasive position, with at least one spring arranged in the first control chamber and supported on the valve slide and the counter-holding piston and with a pressure regulating valve device for adjusting control pressure in the control chambers, wherein starting from a middle position in which the pressure medium paths to the consumer are blocked and the counter-holding piston is in the holding position with control pressure applied, the valve slide can be displaced against the spring force in both directions into a working position, and wherein starting from the working position in which the first Control chamber is depressurized, the counter-holding piston can be switched into the avoidance position by pressure relief, in which position the valve slide supported on the counter-holding piston via the spring device can be displaced by the control pressure acting on the second control chamber into a floating position in which the cylinder chambers of the consumer are connected to one another, characterized in that the valve device for switching over the counter-holding piston ( 22 ) is a valve ( 40 ) arranged in this piston which controls a pressure medium connection between the first control chamber ( 24 ) and the control chamber ( 34 ), and in that the valve ( 40 ) can be actuated by the valve slide ( 10 ) by increasing the control pressure supplied to the second control chamber ( 47 ) to a switching pressure, whereby the pressure medium connection between the control chamber ( 34 ) and the depressurized first control chamber ( 24 ) is opened.

2. Multi-way valve according to claim 1, characterized in that the valve ( 40 ) in the counter-holding piston ( 22 ) is a seat valve with a pin ( 39 ) which projects into the first control chamber ( 24 ).

3. Multi-way valve according to claim 1 or 2, characterized in that the control chamber ( 34 ) is constantly connected to the control pressure source ( 28 ) via a throttle ( 36 ).

4. Multi-way valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that for switching to the floating position the associated pressure control valve ( 32 ) can be switched to a position in which the full control pressure acts on the valve slide ( 10 ).

5. Multi-way valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pressures required to adjust the valve slide ( 10 ) into the working positions for actuating the consumer are lower by a predetermined value than the switching pressure required to set the floating position.

6. Multi-way valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the spring device formed from two springs ( 18, 19 ) is held on both sides between spring plates ( 15, 17 ) which are each supported in one direction of displacement of the valve slide ( 10 ) on the latter and a housing stop ( 21 ) and in the opposite direction of displacement on the valve slide ( 10 ) and the counter-holding piston ( 22 ), which in turn is pressed by a spring ( 46 ) on a housing stop ( 45 ).