DE3731297C1 - Schaltventilanordnung - Google Patents
SchaltventilanordnungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltventilanordnung
zur wechselweisen Druckbeaufschlagung zumindest zweier
Druckräume, wie z. B. zweier Arbeitsräume von Arbeitszy
lindern, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Schaltventilanordnung wird z. B. benötigt,
um Arbeitszylinder wechselweise zu schalten. Zu diesem
Zweck wurde bislang zur wechselweisen Schaltung zweier
Zylinder ein 4/2-Magnetschaltventil verwendet, wie es in
Fig. 1, auf die bereits jetzt zur besseren Erläuterung
Bezug genommen wird, mit dem Bezugszeichen 2 dargestellt
ist. Mit 4 bzw. 6 sind die Druckversorgungsleitungen zu
den Zylindern Z 1 und Z 2 bezeichnet.
Um der weiteren Aufgabe gerecht zu werden, beide Zylinder
gleichzeitig vom Systemdruck zu entlasten, ist eine den
Systemdruck p führende Druckleitung 8 über ein 3/2-Weg
eventil 10 geführt, dessen Ventilschieber gegen die Kraft
einer Stellfeder 12 entweder mit dem Tankdruck oder mit
einem Steuerdruck p′′ in einer Steuerdruckleitung 14 beauf
schlagbar ist. Wenn kein Steuerdruck p′′ anliegt wird der
Ventilschieber in der Schaltstellung A gehalten, so daß
der Systemdruck p in Abhängigkeit von der Schaltstellung
des Magnetschaltventils 2 auf einen der beiden Zylinder Z 1
oder Z 2 gegeben wird. Wenn die Steuerdruckleitung 14 von
Tank auf den Steuerdruck p′′ geschaltet wird, wird der
Ventilschieber des 3/2-Wegeventils 10 in die Schaltstell
ung B gebracht, in der eine Speiseleitung 18 gesperrt und
die Druckleitung 8 mit einer Tankanschlußleitung 16 ver
bunden wird.
Um die vorstehend beschriebenen Funktionen erfüllen zu
können, ist bei herkömmlichen Schaltventilanordnungen
somit ein relativ großer Bauraum erforderlich, was sich
auch auf die Herstellungskosten derartiger Ventilanord
nungen auswirkt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
Schaltventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1 zu schaffen, die die geforderten Funktionen
reproduzierbar und störsicher unter Minimierung des Bau
raums und der Herstellungskosten erfüllt.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Erfindungs
gemäß wird ein einziges magnet- und druckbetätigtes Ventil
zur Ansteuerung der Druckräume herangezogen, wobei sich
die Wirkungen des Steuerdrucks und der Schaltmagnetein
richtung in vorbestimmter Weise überlagern, um der Schalt
kolbenanordnung definierte und sauber voneinander getrenn
te Schaltstellungen zuzuordnen. Weil durch die erfindungs
gemäße Gestaltung nur noch ein Schaltventil erforderlich
ist, wird der von der Ventilanordnung in Anspruch genom
mene Bauraum erheblich reduziert. Die dadurch ermöglichte
Materialersparnis wiederum trägt zu einer Verringerung der
Herstellungskosten bei, die dadurch noch geringer gehalten
werden, daß eine Ventilgehäusebohrung eingespart wird.
Dabei ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß aufgrund
der erfindungsgemäßen Gestaltung der Ventilanordnung die
beim Durchströmen der Ventilanordnung auftretenden
Druckverluste verringert werden. Dies ist insbesondere für
die Verwendung in Niederdruck-Hydraulik-Versorgungskreisen
von Bedeutung, da in diesem Fall kurzzeitig enorme Volu
menströme in der Größenordnung bis zu 20 l/min auftreten
können.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ventil
anordnung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Mit der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 wird der Auf
bau der Ventilanordnung zusätzlich vereinfacht, da ledig
lich eine Seite der Schaltkolbenanordnung im Hinblick auf
die Ansteuerung durch die Schaltmagneteinrichtung und den
Steuerdruck gestaltet werden muß.
Grundsätzlich ist es möglich, die Schaltkolbenanordnung
mehrteilig auszubilden. Die Ausbildung gemäß Patentan
spruch 3 reduziert jedoch zusätzlich die Anzahl der Bau
teile.
Mit der Weiterbildung gemäß Patentanspruch 4 lassen sich
die einzelnen Schaltstellungen mit einfachen Maßnahmen,
d.h. mit geringem Aufwand trennen. Denn der Steuerdruck p′′
kann in diesem Fall unabhängig von der momentanen Lage des
Schaltkolbens an diesem wirksam werden, beeinträchtigt
jedoch die Ansteuerung der Schaltkolbenanordnung durch die
Schaltmagneteinrichtung nicht.
Eine bevorzugte Verwendung der Schaltventilanordnung ist
Gegenstand des Patentanspruchs 8. In einer derartigen
Getriebesteuerung beispielsweise für ein Traktorgetriebe
müssen von der Schaltventilanordnung Volumenströme in der
Größenordnung von etwa 18 bar gesteuert werden. Es hat
sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Schaltventilanord
nung dieser Anforderung mit erheblich verringerten Ener
gieverlusten gerecht wird.
Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen meh
rere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer herkömmlichen
Schaltventilanordnung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen
Schaltventilanordnung;
Fig. 3A bis 3C schematische Schnittansichten eines erfin
dungsgemäßen Schaltventils in der Aus
führung als 4/3-Schaltventil, wobei zur
Vereinfachung der Darstellungen in den
Fig. 3B und 3C die Schaltmagneteinrichtung
nicht mehr dargestellt ist;
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Hydraulik-Steuer
kreises mit integrierter Schaltventilanordnung
gem. Fig. 2 und
Fig. 5 eine Schnittansicht eines Teils eines
Ventilgehäuses, in dem das Schaltventil
gemäß Fig. 3 untergebracht ist.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Schaltventilanordnung
für die wechselweise Schaltung zweier Zylinder Z 1 und Z 2
dargestellt. Sie ist von einem 4/3-Schaltventil 22 gebil
det, dessen Schaltkolbenanordnung in Form eines Ventil
schiebers in der einen Richtung - nach links in Fig. 2 -
von einer Rückstellfeder 32 und in der entgegengesetzten
Richtung vom Steuerdruck p′′ in der Steuerdruckleitung 34
beaufschlagbar ist. Zusätzlich wird der Ventilschieber von
einer Schaltmagneteinrichtung 44 angesteuert, die auf
derselben Seite wie der Steuerdruck p′′ auf den Ventil
schieber einwirkt. Dies muß jedoch nicht zwangsläufig der
Fall sein.
Die Schaltstellungen des Ventils 22 sind mit A, B und C
bezeichnet. In der Schaltstellung A, die eine von der
Rückstellfeder 32 bestimmte Anschlagstellung sein kann,
wird die zum Zylinder Z 1 führende Druckversorgungsleitung
24 mit einer einen Systemdruck führenden Speiseleitung 38
verbunden. In diesem Zustand ist die Steuerdruckleitung 34
auf Tank geschaltet und die Schaltmagneteinrichtung ist
nicht aktiviert. Eine Druckversorgungsleitung 26 für den
Zylinder Z 2 ist an eine Tankleitung 36 angeschlossen.
Wenn die Schaltmagneteinrichtung 44 aktiviert wird, nimmt
der Ventilschieber die Schaltstellung B ein, in der die
Druckversorgungsleitung 26 mit dem Systemdruck p versorgt
und die Druckversorgungsleitung 24 auf Tank gelegt wird.
In der Steuerdruckleitung 34 ist der Steuerdruck p′′ noch
nicht wirksam.
Wenn die nicht näher dargestellten Druckräume der Zylinder
Z 1 und Z 2 zur gleichen Zeit entlastet werden sollen, wird
auf die Steuerdruckleitung 34 der Steuerdruck p′′ gegeben,
der so abgestimmt ist, daß er das Ventil 22 unabhängig von
der momentanen Schaltstellung in die dritte, separate
Schaltstellung C verschiebt, die vorzugsweise eine An
schlagstellung darstellt. In dieser Schaltstellung C sind
beide Druckversorgungsleitungen 24 und 26 entlastet und
die Speiseleitung 38 gesperrt.
In den Fig. 3A bis 3C sind die drei Schaltstellungen A,
B und C einer Ausführungsform des 4/3-Schaltventils im
einzelnen gezeigt. In einem Ventilgehäuse 50 ist eine
Bohrung 52 zur Aufnahme eines Schaltkolbens 54 vorgesehen,
der fünf Steuerkanten 56, 58, 60, 62 und 64 hat, die mit
entsprechenden Ventilanschlüssen zusammenwirken. Diejeni
gen Hydraulikleitungen und -anschlüsse, die den Leitungen
und Anschlüssen gemäß Fig. 2 entsprechen, sind mit gleichen
Bezugszeichen wie in Fig. 2 versehen.
Die Bohrung 52 ist als Blindbohrung ausgeführt und nimmt
im Bohrungsgrund eine Rückstellfeder 66 auf. Die Bohrung
ist auf der in Fig. 3 rechten Seite von einer - lediglich
in Fig. 3A dargestellten - einschraubbaren Schaltmagnet
einrichtung 84 verschlossen, in die ein Stellfortsatz 68
hineingeführt ist. Zwischen einem Kolbenbund 70 und einem
Gehäuse 86 des in Öl arbeitenden Schaltmagneten 88 wird
eine Steuerdruckkammer 72 ausgebildet, die an die Steuer
druckleitung 34 angeschlossen ist. Der Stellfortsatz 68
steht in Funktionseingriff mit dem Schaltmagneten 88,
über den der Schaltkolben stufenweise aus der in Fig. 3A
gezeigten Stellung in die Stellung gemäß Fig. 3B bringbar
ist.
In der Schaltstellung A gemäß Fig. 3A ist die Steuerdruck
kammer 72 drucklos, und die Schaltmagneteinrichtung 84 ist
nicht aktiviert. Die Steuerkante 58 steuert eine Verbin
dung zwischen der Tankleitung 36 und der Druckversorgungs
leitung 26 auf. Über die Steuerkante 62 wird die System
druck-Speiseleitung 38 mit der Druckversorgungsleitung 24
verbunden.
Wenn die Schaltmagneteinrichtung 84 aktiviert wird, wird
der Schaltkolben 54 nach links in die in Fig. 3B darge
stellte Lage verschoben, in der die Steuerkante 58 die
Verbindung zwischen der Druckversorgungsleitung 26 und dem
Tank schließt und die Steuerkante 60 die Verbindung zwi
schen der Speiseleitung 38 und der Leitung 26 aufsteuert.
Gleichzeitig wird die Druckversorgungsleitung 24 über die
Steuerkante 64 auf Tank geschaltet.
Zur Druckentlastung beider Zylinder Z 1 und Z 2 wird die
Steuerdruckleitung 34 mit einem Steuerdruck p′′ gespeist.
Hierdurch wird der Schaltkolben 54 weiter nach links in
die in Fig. 3C dargestellte weitere separate Schaltstellung
C verschoben, in der der Schaltkolben mit einem Kolbenbund
74 an einer Bohrungsstufe 76 anliegt. In dieser Schalt
stellung steuern die Steuerkanten 56 und 62 jeweils die
Druckversorgungsleitungen 26 und 24 zum Tank auf. Die
Steuerkanten 58 und 60 verschließen die den Systemdruck
führende Speiseleitung 38.
Bevorzugterweise ist der Funktionseingriff zwischen
Schaltmagneteinrichtung 84 und Stellfortsatz 68 so ge
wählt, daß er der Verschiebebewegung des Schaltkolbens 54
in die Schaltstellung C keinen Widerstand entgegensetzt.
Dies kann dadurch realisiert werden, daß der Schaltmagnet
88 in Öl arbeiten kann, so daß eine Dichtung des Stell
fortsatzes 68 nach außen entfallen kann.
Wenn der Steuerdruck p′′ nicht weiter angelegt wird, wird
der Schaltkolben 54 durch die Kraft der Rückstellfeder 66
in diejenige Schaltstellung verschoben, die dem gerade
vorliegenden Akivierungszustand der Schaltmagneteinrich
tung entspricht.
In Fig. 4 ist ein Hydraulik-Steuerkreis dargestellt, in den
die vorstehend beschriebene Schaltventilanordnung in vor
teilhafter Weise eingegliedert werden kann. Der Steuer
kreis, der mit dem Bezugszeichen 78 versehen ist, ist Teil
einer Getriebesteuerung eines Lastschaltgetriebes,wie es
beispielsweise bei Traktoren Anwendung finden kann. In
diesem Fall dient das 4/3-Schaltventil 22 zur wechselwei
sen Ansteuerung zweier Kupplungen C 1 und C 2. Die den
Bauteilen gemäß Fig. 2 und 3 entsprechenden Teile sind
wiederum mit entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die in der Fig. 4 dargestellte Schaltstellung A nimmt das
Schaltventil 22 ein, wenn die Steuerdruckleitung 34 über
ein 3/2-Wegeventil 80 auf Tank geschaltet und die Schalt
magneteinrichtung 44 nicht aktiviert ist. In dieser
Schaltstellung wird die Kupplung C 2 eingerückt, während
die Kupplung C 1 ausgerückt bleibt.
Bei Aktivierung der Schaltmagneteinrichtung 44 erfolgt
eine Umsteuerung der Kupplungen C 1 und C 2.
In der weiteren Schaltstellung des 3/2-Schaltventils 80
wird in der Steuerdruckleitung 34 ein Steuerdruck p′′ auf
gebaut, so daß beide Kupplungen C 1 und C 2 entlastet wer
den.
In Fig. 5 ist gezeigt, wie das Schaltventil 22 und das
3/2-Wegeventil 80 gemäß Fig. 4 in ein gemeinsames Ventil
gehäuse 90 integriert werden können. Das Schaltventil 22
ist wiederum als 4/3-Schaltventil in der gleichen Weise
wie in Fig. 3A gezeigt ausgeführt. Vergleichbare Teile
sind daher mit identischen Bezugszeichen versehen.
Über einen Ventilschieber 92 des Wegeventils 80 erfolgt
eine Absperrung des Systemdruckes p im Speiseleitungsbe
reich 38 von einem Ringraum 94, der mit der Steuerdruck
leitung 34 in Verbindung steht. Wenn der Ventilschieber 92
gemäß Fig. 5 nach rechts bewegt wird, wird die Steuer
druckleitung 34 mit Systemdruck p versorgt, der dann in
der Steuerdruckkammer 72 wirksam werden kann.
Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht auf
die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele. So ist
es beispielsweise möglich, daß mehr als zwei Druckräume
wechselweise geschaltet werden. Es ist auch nicht erfor
derlich, daß der Schaltkolben in End-Anschlagstellungen
verschoben wird. Vielmehr können diese Stellungen auch auf
andere Weise stabilisiert werden.
Die Schaltkolbenanordnung kann auch mehrteilig aufgebaut
und in einer einzigen Bohrung untergebracht sein. Schließ
lich ist es auch möglich, daß die Schaltmagneteinrichtung
44 an einer anderen Stelle an der Schaltkolbenanordung
angreift.
Die Erfindung schafft somit eine Schaltventilanordnung zur
wechselweisen Druckbeaufschlagung zumindest zweier
Druckräume von Arbeitsaggregaten einerseits und zur
gleichzeitigen Druckentlastung der Druckräume anderer
seits, wobei zur Umschaltung eines hydraulischen System
drucks auf die jeweiligen Druckräume eine Schaltmagnetein
richtung dient und zur Druckentlastung ein Steuerdruck an
die Schaltventilanordnung anlegbar ist. Zur Minimierung
des Bauraums und der Herstellungskosten besteht die
Schaltventilanordnung aus einem einzigen Schaltventil,
dessen Schaltkolbenanordnung gegen die Kraft einer Rück
stelleinrichtung vom Steuerdruck beaufschlagbar und über
die Schaltmagneteinrichtung in Zwischen-Schaltstellungen
bringbar ist.
Claims (8)
1. Schaltventilanordnung zur wechselweisen Druckbeauf
schlagung zumindest zweier Druckräume, insbesondere zweier
Arbeitsräume von Arbeitszylindern, einerseits und zur
gleichzeitigen Druckentlastung dieser Druckräume anderer
seits, wobei zur Umschaltung eines Hydraulik- System
drucks auf die entsprechenden Druckräume ein von einer
Schaltmagneteinrichtung angesteuerter Ventilschieber vor
gesehen ist und zur Druckentlastung ein Steuerdruck gegen
die Kraft einer Rückstelleinrichtung an die Schaltventil
anordnung anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schaltventilanordnung von einem einzigen Schaltventil (22)
gebildet ist, dessen Schaltkolbenanordnung (54) gegen
die Kraft der Rückstelleinrichtung (32; 66) vom Steuer
druck (p′′) beaufschlagbar und über die Schaltmagnetein
richtung (44; 84) in zumindest eine Zwischen-Schalt
stellung (B) bringbar ist.
2. Schaltventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Steuerdruck (p′′) und die Schalt
magneteinrichtung (44; 84) mit derselben Seite der Schalt
kolbenanordnung (54) in Funktionseingriff bringbar sind.
3. Schaltventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkolbenanordnung von
einem einzigen Schaltkolben (54) gebildet ist.
4. Schaltventilanordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkolbenanord
nung (54) durch die Schaltmagneteinrichtung (44; 84)
sequentiell in die einzelnen, die verschiedenen Druckräume
(Z 1, Z 2) mit Systemdruck (p) beaufschlagenden Stellungen
(A, B) und bei Anliegen des Steuerdrucks (p′′) in eine
separate Stellung (C), vorzugsweise Anschlagstellung,
bringbar ist.
5. Schaltventilanordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur wechselweisen
Schaltung zweier Druckräume (Z 1, Z 2) das Schaltventil von
einem 4/3-Schaltventil (22) gebildet ist.
6. Schaltventilanordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltstel
lung (A), in der ein erster Druckraum (Z 1) mit System
druck (p) beaufschlagt wird, von der Rückstelleinrichtung
(32; 66), die zumindest eine weitere Schaltstellung (B), in
der die Umschaltung des Systemdrucks (p) auf den zumin
dest einen weiteren Druckraum (Z 2) erfolgt, von der
Schaltmagneteinrichtung (44; 84), und die separate weitere
Schaltstellung (C) vom Steuerdruck (p′′) bestimmt ist.
7. Schaltventilanordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrich
tung von einer Rückstellfeder (32; 66) gebildet ist.
8. Schaltventilanordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 7, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem
Steuerkreis (78) für ein Lastschaltgetriebe zur Versorgung
zumindest zweier Schaltkupplungen (C 1, C 2) mit einem
Systemdruck (p) bis etwa 20 bar.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3731297A DE3731297C1 (de) | 1987-09-17 | 1987-09-17 | Schaltventilanordnung |
US07/241,957 US4883092A (en) | 1987-09-17 | 1988-09-08 | Multi-way control valve apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3731297A DE3731297C1 (de) | 1987-09-17 | 1987-09-17 | Schaltventilanordnung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3731297C1 true DE3731297C1 (de) | 1989-05-18 |
Family
ID=6336264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3731297A Expired DE3731297C1 (de) | 1987-09-17 | 1987-09-17 | Schaltventilanordnung |
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Country | Link |
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US (1) | US4883092A (de) |
DE (1) | DE3731297C1 (de) |
Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
US5577584A (en) * | 1994-10-03 | 1996-11-26 | Ford Motor Company | Multiple pressure-to-current relations in a system having a solenoid-operated hydraulic valve |
ATE406577T1 (de) | 1997-11-07 | 2008-09-15 | Conjuchem Biotechnologies Inc | Methoden zum screening von affinitätsmarker- bibliotheken |
US9371843B2 (en) * | 2014-01-14 | 2016-06-21 | Caterpillar Inc. | Failsafe pilot supply selector valve |
Family Cites Families (1)
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---|---|---|---|---|
DE2840831C2 (de) * | 1978-09-20 | 1984-06-28 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Elektrohydraulisches Wegeventil |
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1987
- 1987-09-17 DE DE3731297A patent/DE3731297C1/de not_active Expired
-
1988
- 1988-09-08 US US07/241,957 patent/US4883092A/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS ERMITTELT * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4883092A (en) | 1989-11-28 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |