DE3723672C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit zwei federbelasteten, zwischen zwei Gehäuseanschlüssen angeordneten, schieberartigen Verschlußstücken in einem Gehäuse gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannt ist aus DE-GM 70 10 063 ein Rückschlagventil mit paralleler Drosselstrecke, wobei ein Drosseleinsatz als Mengenregler arbeitet. Es handelt sich dabei um eine Mengenregelung nach dem Zwei-Wege-Stromregelprinzip.

Bekannte vorgesteuerte Druckventile sind in der Regel als Patronenventile aufgebaut und besitzen eine feste Druckeinstellung, wobei ein Aufbau aus einer Hauptstufe, einem Druckregelkolben mit Gehäuse und einer Vorsteuerstufe, dem Pilotventil mit Gehäuse und Verstelleinrichtung bekannt ist.

In einer bekannten Ausführung steht das Pilotventil über eine Drosselbohrung mit dem Federraum eines Druckregelkolbens, auch Hauptkolben genannt, in Verbindung. Dieser Federraum steht über eine weitere Drosselbohrung im Druckregelkolben selbst mit einem Druck- oder Pumpenanschluß in Verbindung. Wenn bei dieser bekannten Ausführung der anstehende statische Druck über den Einstellwert des Pilotventils steigt, so öffnet dieses und läßt einen Steuerölstrom zum Tank fließen. Das abströmende Öl erzeugt einen Druckabfall im Federraum des Druckregelkolbens, die Schließkraft der Feder wird aufgehoben und der Druckregelkolben, auch Hauptkolben genannt, öffnet den Weg zum Tank. Dabei ist eine feste Druckeinstellung vorhanden, wobei ferner der Federraum des Druckregelkolbens eine zusätzliche Steuerleitung zur Tankentlastung und damit zum Aufheben des fest eingestellten Drucks vom Pilotventil besitzen kann. Durch die Kombination dieser beiden Ventiltypen läßt sich eine Rückschlag- und Überdruckventilfunktion durch zwei getrennte Ventile aufbauen. Die teilweise vorhandene Steuerleitung läßt sich durch weitere Zweiwege- oder Dreiwegeschaltventile freischalten bzw. auf andere Druckregler schalten. Damit sind für den Aufbau einer Rückschlag- und Überdruckventilfunktion mit umschaltbarer Druckventilsteuerung mehrere einzelne Ventile erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mehrere bekannte Ventiltypen durch wenige Bauteile in einer Ventileinheit zu ersetzen, um weitere Wegeventile zur Umschaltung einer Druckventilansteuerung entbehrlich zu machen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Dabei ist ein Ventilschieber für die Umschaltung der Druckventilansteuerung vorgesehen und dieser Ventilschieber erfüllt zugleich eine Rückschlagventilfunktion. Die Erfindung arbeitet hinsichtlich der zweiten Durchflußrichtung nicht mengengeregelt, sondern druckgeregelt. Dabei ist die Wirkung der Druckregelung unter den angegebenen Bedingungen nahezu mengenunabhängig. Wenn sich bei einer als Patronentechnik bezeichneten Bauart von vornherein unterschiedliche freie Durchflußrichtungen ergeben, dann liegt darin ein bestimmtes Problem, zu dessen Lösung der Einsatz von Rückschlagventilen bekannt ist. Demgegenüber wird ein Ventilschieber eingesetzt, wobei der Druckregelkolben ein zugeordnetes Bauteil darstellt, welches weitere Funktionen erfüllt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen 2 bis 7.

Die Erfindung hat den Vorteil, eine Kombination der vorn beschriebenen Ventiltypen einschließlich einer Steuerkanalumschaltung zur Druckregelkolbenansteuerung durch wenige Bauteile zu erzielen. Hierbei wird die Steuerkanalumschaltung durch einen Ventilschieber erreicht, der eine Rückschlagventilfunktion beinhaltet und der gleichzeitig das Gehäuse des Druckregelkolbens für die Hauptstufe eines vorgesteuerten Druckventils bildet. Weitere Zweiwege- oder Dreiwegeschaltventile werden hierbei nicht benötigt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil mit Ventilschieber und integriertem Druckregelkolben sowie zwei Steueranschlüssen,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht in weiterer Ausgestaltung mit einem zusätzlichen Pilotüberdruckventil,

Fig. 3 einen Einsatz von Ventilen gemäß Fig. 1 zur Steuerung eines reservierbaren Hydro-Motors, wobei die Ventile im Schnitt dargestellt sind,

Fig. 4 eine abgewandelte Ausführung des Ventils nach Fig. 1, bei welcher der Ventilschieber eine kegelförmige Dichtfläche hat,

Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, teilweise im Schnitt, zur Erläuterung einer zusätzlichen Ausgestaltung.

Gemäß Fig. 1 weist ein Gehäuse 1, welches in einer Bohrung 27 ein erstes Verschlußstück als Ventilschieber 4 aufnimmt, in dessen Mittelbohrung 31 als anderes Verschlußstück ein Druckregelkolben 5 gelagert ist, die gehäuseseitigen Anschlüsse 2 und 3, im folgenden als Gehäuseanschlüsse bezeichnet, auf die Bohrung 27, als Stufenbohrung ausgebildet, verjüngt sich auf einer Gehäuseseite zur Bohrung 28, die im Anschluß 3 mündet.

Ein Ringeinstich 26 ist über Kanal 36 mit dem Gehäuseanschluß 2 verbunden. Ein steuerbarer Ringeinstich 25 führt über eine Verbindungsbohrung 22 zum Steueranschluß 23. Ein steuerbarer Ringeinstich 24 führt über eine Verbindungsbohrung 20 zum Steueranschluß 21.

Das Gehäuse 1 wird auf einer Seite durch ein Flanschgehäuse 42 verschlossen, welches gleichzeitig für eine Lagerung einer Anschlaghülse 11 und damit einer Druckfeder 10 vorgesehen ist.

In der dargestellten Schaltstellung des Ventilschiebers 4 ist der Ringeinstich 24 über Radialbohrungen 30 mit dem Federraum 59 verbunden.

Der Federraum 59 steht über eine Bohrung 60 in einer Scheibe 8, mit einem Federraum 61 sowie über eine Düsenbohrung 6 im Druckregelkolben 5 mit einem Durchgang 62 im Ventilschieber 4 in Verbindung.

Der Durchgang 62 steht in Verbindung mit dem Gehäuseanschluß 3. In dieser Schaltstellung wird der Ventilschieber 4 durch die Druckfeder 10 auf den sich aus Stufe 40 und Bohrung 28 bildenden gehäusefesten Ventilsitz 33 gedrückt. Die hierbei gewählte Ausführungsform des Ventilschiebers 4 ergibt eine Flächendichtung.

Die Druckfeder 10 ist auf der einen Seite in einer endseitigen Ausdrehung 38 und auf einer sich bildenden Stirnfläche 39 des Ventilschiebers 4 und auf der anderen Seite auf einem Bund 63 der Anschlaghülse 11 gelagert, wobei die Anschlaghülse 11 wiederum in einem Flanschgehäuse 42 gelagert ist.

Die zylindrische Führung 65 des Ventilschiebers 4 bildet mit einem Ansatz 37 eine Steuerkante 64, die in der gezeigten Stellung eine Überdeckung zum Ringeinstich 25 aufweist.

Der Ventilschieber 4 hat einen zylindrischen Ansatz 29, der in der Bohrung 28 bewegbar ist. Der Ventilschieber 4 hat einen Durchgang 68 in bezug zu dem Ringeinstich 26 und weiterhin ist am Druckregelkolben 5 ein Ringeinstich 67 angeordnet, der mit dem Durchgang 68 zusammenwirkt.

In der Mittelbohrung 31 des Ventilschiebers 4 ist der Druckregelkolben 5 gelagert, der aufgrund einer Druckfeder 7, die sich einerseits in einer Stufenbohrung 32 des Druckregelkolbens 5 und andererseits an der Scheibe 8 abstützt, gegen einen Ventilsitz 35 gedrückt wird.

Die Scheibe 8 wird durch einen Runddrahtsprengring 9 in der Mittelbohrung 31 gehalten. Der Durchmesser der Mittelbohrung 31 ist identisch mit dem Wirkdurchmesser des Ventilsitzes 35, der sich auf dem Innenkonus 34 des Ventilschiebers 4 bildet.

In Fig. 2 ist das Flanschgehäuse 42 durch das Flanschgehäuse 41 ersetzt. Im Flanschgehäuse 41 befindet sich ein fest eingestelltes Pilotüberdruckventil 70, bestehend aus einem Pilotventilsitz 12, einem Ventilkörper 13, einem Federteller 14, einer Druckfeder 15, einem Federgehäuse 16 sowie einer Verstelleinrichtung 17. Ein Federraum des Pilotüberdruckventils 51 ist über einen Kanal 18 mit dem Tankanschluß 19 verbunden.

Aufgabe dieses Ventils ist, eine Maximaldruckbegrenzung für den Druckregelkolben 5 sicherzustellen, wenn zum Beispiel ein Druckbegrenzungsventil über den Anschluß 21, Verbindungsbohrung 20 und Radialbohrung 30 im Federraum 59 wirksam ist.

In Fig. 3 ist der schaltungstechnische Aufbau bei einem reservierbaren Hydromotor gezeigt. Im gezeigten Beispiel ist eine Pumpe 43 über ein Schaltventil 45 sowie Druckleitung 53 mit dem Gehäuseanschluß 2 verbunden. Zwischen Pumpe 43 und Schaltventil 45 ist ein Druckventil 44 angeordnet. Das Medium gelangt vom Gehäuseanschluß 2 über Kanal 36 in den Ringeinstich 26. Wird die sich bildende Ringfläche aus der Bohrung 27 und Ansatz 37 druckbeaufschlagt, so verschiebt sie der Ventilschieber 4 gegen die Druckfeder 10. Sobald der Ventilschieber 4 von dem Ventilsitz 33 abgehoben hat, wirkt als resultierende Fläche in Öffnungsrichtung die Differenz aus Bohrung 27 und Bohrung 28. Das Medium gelangt erst dann vom Ringeinstich 26 zum Gehäuseanschluß 3, wenn der zylindrische Ansatz 29 des Ventilschiebers 4 aus Bohrung 28 herausgesteuert ist.

Der durch den Ansatz 29 vorgegebene Öffnungshub gewährleistet, daß bei geschalteter Verbindung von Gehäuseanschluß 2 nach 3 die Steuerkante 64 zum Ringeinstich 25 geöffnet ist und daß die Radialbohrungen 30 keine Verbindung mehr zum Ringeinstich 24 haben. Das unter Arbeitsdruck stehende Medium gelangt weiter von Gehäuseanschluß 3 über Druckleitung 57 zum Motor 50. Gleichzeitig steht bei Bedarf von einer Nachspeisungsdruckquelle 46 über Rückschlagventil 48 und Speiseleitung 49 Medium zur Nachspeisung für Druckleitungen 53 und 57 zur Verfügung.

Ein schaltungstechnisch vorgegebenes Druckventil 47 ist auf Speisedruckniveau eingestellt. Die Verbindung zum Federraum 59 über Ringeinstich 24, Verbindungsbohrung 20 zum Steueranschluß 21 ist unterbrochen, so daß der in Steuerleitung 66 anstehende Steuerdruck, vorgegeben durch das Druckbegrenzungsventil 52, nicht wirksam wird.

Auf der Zulaufseite, Druckleitung 53 und 54, ist der Ventilschieber 4 gegen die Druckfeder 10 verschoben und verbindet somit Gehäuseanschlüsse 2 und 3. Da auf der Zulaufseite der Federraum 59 statische Druckverhältnisse aufweist, die vom Druckniveau her dem Druck im Gehäuseanschluß 3 entsprechen, hält die Druckfeder 7 den Druckregelkolben 5 auf dem Ventilsitz 35. Das vom Hydromotor 50 abfließende Medium gelangt über eine Druckleitung 58 zum Gehäuseanschluß 3′.

Aufgrund der druckwirksamen Flächen von Bohrung 28 und Bohrung 27 kann sich der Ventilschieber 4 nicht gegen die Feder 10 verschieben. In dieser Schaltstellung bleibt die Verbindung zum Ringeinstich 25 und damit zum Steueranschluß 23′ für die Ablaufseite gesperrt. Die Verbindung vom Federraum 59 zum Steueranschluß 21′ bleibt erhalten, so daß das Medium gegen den durch das Druckbegrenzungsventil 52 vorgegebenen Druck über den Durchgang 62, den vom Ventilsitz 35 abgehobenen Druckregelkolben 5, den Ringeinstich 67 sowie Durchgang 68 in bekannter Weise zum Gehäuseanschluß 2′ gelangen kann. Das vom Druckbegrenzungsventil 52 vorgegebene Druckniveau ist der Betriebssituation anzupassen.

Liegt zum Beispiel bei einem hydraulischen Fahrantrieb eine Bergfahrt oder Fahrt in der Ebene vor, so wird das Druckniveau, d. h. der Rücklaufdruck, niedriggehalten. Liegt eine Talfahrt vor, so wird ein den Erfordernissen hoher Rücklaufdruck aufgebaut, um ein genügend großes Bremsmoment zu erzeugen und damit ein unkontrolliertes Voreilen zu verhindern.

Da die Funktion des Druckregelkolbens 5 in Zusammenwirkung mit einem Pilotüberdruckventil 70 oder einem anderen Druckbegrenzungsventil 52 technisch bekannt ist, wird diese Funktion nicht besonders beschrieben.

Die Fig. 4 stellt ein Gehäuse 1 mit Ventilschieber 4 dar, wobei der Ventilsitz 33 entfällt. Durch die Kegelform des Ventilschiebers bildet sich mit der Bohrung 28 ein gehäusefester Ventilsitz 69.

Die Fig. 5 stellt einen Gehäuseausschnitt dar, in dem Gehäuseanschlüsse 2 und 3 über eine Pypassdüse 56 verbunden sind.

Claims (7)

1. Ventil mit zwei federbelasteten zwischen zwei Gehäuseanschlüssen angeordneten, schieberartigen Verschlußstücken in einem Gehäuse, von denen das in einer Gehäusebohrung geführte nach Art eines Hubventils mit einem gehäusefesten Ventilsitz zusammenarbeitet und das andere bezüglich des ersten verschiebbar ist, wobei beide Federräume miteinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verschlußstück zugleich als Ventilschieber (4) arbeitet und wenigstens einen Steueranschluß (21) steuert, der mit einem Druckbegrenzungsventil (52) verbunden ist und vom Ventilschieber geschlossen wird, wenn er von seinem gehäusefesten Ventilsitz (33, 69) abhebt, wobei der Steueranschluß (21) im Gehäuse (1) mit dem Federraum (59) des Ventilschiebers (4) in gesteuertem Anschluß steht, und daß das andere Verschlußstück als Druckregelkolben (5) im Ventilschieber (4) verschiebbar geführt ist und nach Art eines Hubventils mit einem im Ventilschieber vorgesehenen Ventilsitz (35) zusammenarbeitet, der in einem die gehäuseseitigen Anschlüsse (2, 3) verbindenden Durchgang (68, 62) des Ventilschiebers (4) angeordnet ist, sowie eine Düsenbohrung (6) aufweist, welche den Druckregelkolben (5) durchsetzt und den Federraum (61) des Druckregelkolbens (5) mit dem Gehäuseanschluß (3) verbindet.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung der beiden Federräume eine Bohrung (60) in einer Scheibe (8) vorgesehen ist, die in die Mittelbohrung (31) des Ventilschiebers (4) eingesetzt ist und an der sich die Feder (7) des Druckregelkolbens (5) abstützt.

3. Ventil nach einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch einen zweiten Steueranschluß (23), durch den beim Abheben des Ventilschiebers (4) eine Verbindung zwischen einer Nachspeisungsdruckquelle (46) und den beiden Anschlüssen (2, 3) herstellbar ist.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (4) eine Steuerkante (64) zwischen einer zylindrischen Führung (65) und einem Ansatz (37) aufweist und zwischen einer endseitigen Ausdrehung (38) und der Führung (65) Radialbohrungen (30) hat.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) eine Bohrung (27), in die die Steueranschlüsse (21, 23) und ein Gehäuseanschluß (2) münden, und eine im Querschnitt herabgesetzte Bohrung (28) in Verlängerung der Bohrung (27) zum zweiten Gehäuseanschluß (3) aufweist, daß die Bohrung eine Führung (65) für den Ventilschieber (4) im Bereich der Steueranschlüsse (21, 23) bildet und daß der Ventilschieber mit einem zusätzlichen zylindrischen Ansatz (29) in die Bohrung (28) eingreift, wenn sich der Ventilschieber (4) auf seinem Ventilsitz (33, 69) befindet, wobei die im Bereich der Führung mündenden Steueranschlüsse (21, 23) zum einen durch die Steuerkante (64) und zum anderen durch eine durch die Bohrungen (30) im Steuerschieber gebildete Steueröffnung regelbar sind.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem in der Mittelbohrung (31) des Ventilschiebers (4) geführten Druckregelkolben (5) ein Kegelsitz (35) mit gleichem Wirkdurchmesser wie diese zugeordnet ist und dessen Stufenbohrung (32) ebenso wie der Federraum (61) ständig über die Düsenbohrung (6) mit dem Durchlaß (62) in Verbindung steht.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (27) des Gehäuses an dem vom Ventilsitz (33) abgelegenen Ende mittels eines Flanschgehäuses (42) verschlossen ist, das gleichzeitig zur Lagerung und Justierung einer Anschlaghülse (11) für den Ventilschieber (4) und dessen Druckfeder (10) dient.