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Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisches
Richtungs-Vorsteuerventil nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs. Ein solches hydraulisches Steuerventil ist aus der
JP-A-51 54418 bekannt.
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Hydraulische Richtungs-Vorsteuerventile werden bislang in
großem Umfang verwendet, um den Fluß eines Hydraulikfluids
zu steuern, der hydraulischen Schaltern in hydraulischen
Maschinen, wie beispielsweise hydraulischen Baggern oder
dergl., zugeführt wird, um die Bewegung der hydraulischen
Schalter zu steuern.
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Fig. 1 zeigt einen Hydraulikkreis mit einem hydraulischen
Richtungs-Vorsteuerventil nach der JP-A-48-65382. Das
Bezugszeichen 1 in der Figur bezeichnet das hydraulische
Richtungs-Vorsteuerventil, welches aus einem
Ventilkörperbereich 2 und hydraulischen Vorsteuerbereichen 3 und 4
besteht. Der Ventilkörper 2 ist mit einer hydraulischen
Druckspeisung 5 und einem Behälter 6 sowie einem
Hydraulikschalter 7 verbunden, der den Fluß des Hydraulikfluids, welches
von der hydraulischen Druckspeisung 5 geliefert wird, zum
Hydraulikschalter 7 steuert. Die Bereiche 3 und 4 sind über
entsprechende Vorsteuerleitungen 8 und 9 an das
Vorsteuerventil 10 geschaltet. Das Vorsteuerventil 10 ist so
ausgebildet, daß es einen Schaltdruck erzeugt zur Steuerung des
Betriebs des Ventilkörperbereichs 2. Das Bezugszeichen 11
bezeichnet die hydraulische Schaltdruckspeisung für das
Vorsteuerventil 10.
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Überlicherweise ist das Richtungs-Vorsteuerventil 1 in einem
Ventil mit mehreren Schiebern eingebaut. Das
Richtungssteuerventil 1 ist mit Vorsteuerventilen und Steuerleitungen
verbunden, deren Anzahl der Anzahl der Schieber entspricht.
Fig. 1 zeigt jedoch zur besseren Erläuterung lediglich den
Hydraulikschalter 7 und einen Schaltkreis 8, 9, 10 für eines
der Ventilelemente.
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Wie Fig. 2 zeigt hat das Richtungs-Vorsteuerventil 1 mehrere
Schieber 13 und 14, welche so ausgebildet sind, daß sie in
einem Block 12 des Ventilkörperbereichs 2 sich unter
Abdichtung bewegen können. Das Richtungs-Vorsteuerventil 1 hat
ebenfalls mehrere hydraulische Vorsteuer-Druckkammern 16 und
17, die in einem Block 15 des Bereichs 3 entsprechend der
Anzahl der Schieber 13 und 14 ausgebildet sind.
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Mehrere Nuten zur Steuerung des Flusses des Hydraulikfluids
sind in den äußeren Umfangsflächen der jeweiligen Schieber
13 und 14 eingearbeitet und liegen gegenüber inneren
Umfangsflächen des Blocks 12. Fig. 2 zeigt von diesen Nuten
lediglich Dainnuten 18 bis 21. Die Nuten 20 und 21 in Block
12 sind mit dem Behälter 6 verbunden, so daß das
Hydraulikfluid zu dem Behälter 6 durch die Nuten 20 und 21
zurückgeführt wird.
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Die hydraulischen Vorsteuer-Druckkammern 16 und 17 weisen
entsprechend darin ausgebildete Federn 22 und 23 auf, mit
denen eine Rückstellkraft auf die Schieber 13 und 14
ausgeübt wird. Adapter 26 und 27 weisen jeweils Steuerauslässe 24
und 25 auf und sind auf dem Block 15 über entsprechende mit
einem Gewinde versehende eingreifende Bereiche 28 und 29
befestigt.
Der Steuerdruck wird über die entsprechenden
Öffnungen 24 und 25 in die hydraulischen Steuerdruckkammern 16
und 17 eingeführt. Der Adapter 26 ist mit dem Steuerventil
10 über die Steuerleitung 8 verbunden während der Adapter 27
mit einer Steuerleitung und einem Steuerventil verbunden
ist, die hier nicht gezeigt sind.
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Der hier nicht gezeigte hydraulische Steuerbereich 4 ist in
ähnlicher Weise gebaut wie der Steuerbereich 3.
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Wenn das Vorsteuerventil 10 betätigt wird, wird in dem
hydraulischen Richtungs-Vorsteuerventil 1 der Steuerdruck von
der Steueröffnung 24 des Adapters 26 in die hydraulische
Steuerdruckkammer 16 über eine der Steuerleitungen 8 und 9
beispielsweise die Steuerleitung 8 geleitet, was von der
Richtung abhängt, in der das Steuerventil 10 betätigt wird.
Durch diesen Steuerdruck wird der Schieber 13, wie in der
Figur gezeigt, nach unten verschoben, um zu bewirken, daß
das Hydraulikfluid aus der Hydraulikdruckspeisung 5 an den
Hydraulikschalter 7 über mehrere nicht gezeigte Nuten
geführt wird, die in dem Schieber 13 und dem Block 12
ausgebildet sind, wodurch der Schalter 7 betätigt wird. Das von
dem Hydraulikschalter 7 rücklaufende Hydraulikfluid wird dem
Behälter 6 über die Nuten 18 und 20 zurückgeführt.
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In dem so konstruierten hydraulischen
Richtungs-Vorsteuerventil kann Luft, welche sich unter das hydraulische
Steuerfluid gemischt hat in den hydraulischen Steuerdruckkammern
16 und 17 gesammelt sein. Wenn sich dort in den
hydraulischen Steuerdruckkammern 16 und 17 Luft angesammelt hat wird
die Schaltgeschwindigkeit, d. h. das Ansprechen des
hydraulischen Richtungs-Vorsteuerventils 1 auf den Steuerdruck
beeinträchtigt. Dementsprechend wird in einem solchen Fall
entlüftet, derart, daß die Adapter 26 und 27 vom Block 15
entfernt werden um Luft aus den hydraulischen
Steuerdruckkammern 16 und 17 nach außen abzulassen.
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Das Anbringen und Lösen der Adapter 26 und 27 von Hand wird
jedoch als problematisch angesehen. Insbesondere braucht es
Zeit, um Öl, welches an den Adaptern 26 und 27 und ähnlichen
Teilen anhaftet zu entfernen. Darüber hinaus wurde nach
einem vorbestimmten Zeitintervall erneut ein Entlüften
nötig, wenn dies einmal ausgeführt worden ist, was zu
Wartungskosten führt.
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Die JP-A-51-54418 beschreibt ein hydraulisches Richtungs-
Vorsteuerventil mit Entlüftungsorganen, die in den
Ventilkörper ausgebildet sind und durch einen Stopfen verschlossen
sind.
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Die US-A-1-938 772 beschreibt einen Hydraulikschalter mit
einer Entlüftungsnut, die gewindeähnlich und kontinuierlich
spiralförmig gefort ist. Die Funktion dieser Nut besteht
darin nicht ein bestimmtes Organ auf dem Zylinderkopf
anzuordnen. Die Nut ist ein Entlüftungsorgan, welches für diese
spezielle Funktion vorgesehen ist. Der Entlüftungskanal wird
nicht gebildet durch ein Spiel, welches von der
Verschraubung herrührt.
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JP-A-48-65382 beschreibt ein hydraulisches
Richtungs-Vorsteuerventil mit mindestens einer hydraulischen
Druckvorkammer, die in einem Block eines hydraulischen
Vorsteuerbereichs des Ventils geformt ist, einem Drainagekanal, der in
der Nähe der hydraulischen Druckvorkammer in dem Block
angeordnet ist, einem Adapter zum Verbinden der Steuerleitung
mit der hydraulischen Druckvorkammer, wobei der Adapter in
dem Block schraubbefestigt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein hydraulisches
Richtungs-Vorsteuerventil anzugeben, in dem das Ablassen von
Luft, welche sich in der hydraulischen Steuerdruckkammer
angesammelt hat nach außen automatisch erfolgen kann, ohne
die Notwendigkeit eines manuellen Eingriffs, und bei dem
keine konstruktiven Elemente zum Belüften benötigt werden,
wodurch das Ventil einfach und wartungsfrei gestaltet wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein hydraulisches Ventil nach dem
Anspruch gelöst.
Kurzbeschreibung der Figuren
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Fig. 1 zeigt ein Diagramm eines Hydraulikkreises in dem
ein hydraulisches Richtungs-Vorsteuerventil nach der
JP-A-48-65382 eingebaut ist,
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Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen wesentlichen
Teil eines hydraulischen Richtungs-Vorsteuerventils,
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Fig. 3 ein Schaltdiagramm eines Hydraulikkreises, in
dem ein hydraulisches Richtungs-Vorsteuerventil nach
einer Ausführungsform der Erfindung eingebaut ist; und
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Fig. 4 einen Querschnitt eines wesentlichen Teils eines
hydraulischen Richtungs-Vorsteuerventils.
Beste Ausführungsform der Erfindung
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Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden mit
Bezug auf die Fig. 3 und 4 beschrieben.
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In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 30 ein hydraulisches
Richtungs-Vorsteuerventil nach einer Ausführungsform der
Erfindung. Das Steuerventil 30 besteht aus einem
Ventilkörperbereich 31 und hydraulischen Steuerbereichen 32 und 33. In
Fig. 3 sind gleiche Elemente wie in Fig. 1 mit gleichen
Bezugszeichen versehen. Das heißt der Ventilkörperbereich 31
ist an eine hydraulische Druckspeisung 5 und an einen
Behälter 6 angeschlossen, sowie an einen Hydraulikschalter 7, zur
Steuerung des Flusses des Hydraulikfluids, welches von der
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Das Richtungssteuerventil 30 ist vorzugsweise in einem
Mehrfachschieberventil ausgebildet mit einer Mehrzahl von
Schiebern. Das Richtungs-Vorsteuerventil 30
ist mit
Steuerventilen und Steuerleitungen entsprechend der Anzahl der Schieber
verbunden. Fig. 3 zeigt jedoch nur den Hydraulikschalter 7
und einen Steuerkreis 8, 9, 10 für eines der Ventilelemente,
um die Darstellung zu vereinfachen.
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Wie in Fig. 4 gezeigt ist, weist das Richtungssteuerventil
30 eine Mehrzahl von Schiebern 37 und 38 auf, die für eine
dichtende Bewegung innerhalb des Blocks 36 des
Ventilkörperbereichs 31 ausgebildet sind. Das Richtungssteuerventil 30
weist eine Mehrzahl von hydraulischen Steuerdruckkammern 40
und 41 auf, die in dem Block 39 des Bereichs 32 ausgebildet
sind in einer Anzahl, die der der Schieber 37 und 38
entspricht.
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Mehrere Nuten zur Steuerung des Flusses des Hydraulikfluids
sind in den äußeren peripheren Oberflächen der
entsprechenden Schieber 37 und 38 und in den gegenüberliegenden inneren
peripheren Oberflächen des Blocks 36 ausgeformt. Von den
Nuten zeigt Fig. 4 lediglich die Drainagenuten 42 bis 45. Die
Nuten 44 und 45 in Block 36 sind mit dem Behälter 6
verbunden, so daß das Hydraulikfluid zum Behälter 6 über die Nuten
44 und 45 zurückgeführt wird.
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Jeweils in die hydraulischen Steuerdruckkammern 40 und 41
sind entsprechend ausgeformte Federn 46 und 47 eingebaut, um
entsprechende Rückstellkräfte auf die Schieber 37 und 38
auszuüben. Adapter 50 und 51 mit entsprechenden
Steueröffnungen 48 und 49 sind auf dem Block 39 angeordnet. Der
Steuerdruck wird in die hydraulischen Steuerdruckkammern 40
und 41 über die jeweiligen Steueröffnungen 48 und 49
eingelassen. Die Adapter 50 und 51 sind lösbar auf dem Block 49
über mit Gewinden versehenen eingreifenden Breichen 52 und
53 befestigt, welche jeweils gebildet sind durch das
Einfügen von Schrauben in Gewindelöcher, die in den Block 39
eingeformt sind.
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Ein Drainagekanal 54 ist unabhängig von den Drainagenuten 44
und 45 in den Block 46 des Ventilkörperbereichs 31 geformt
und in der Nähe der hydraulischen Steuerdruckkammern 40 und
41
in dem Block 39 angeordnet. Der Drainagekanal 54 ist mit
dem Behälter 6 über die oben erwähnte Drainageleitung 34
verbunden.
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Die obengenannten eingreifenden Gewindeteile 52 und 53
liegen zwischen den entsprechenden hydraulischen
Steuerdruckkammern 40 und 41 und dem Drainagekanal 54. Die
hydraulischen Steuerdruckkammern 40 und 41 stehen mit dem
Drainagekanal 54 über entsprechende Öffnungen an den eingeschraubten
Teilen 52 und 53 in Verbindung. Die Öffnungen an den
entsprechenden verschraubten Teilen 52 und 53 haben jeweils
Durchflußquerschnittsflächen einer Größenordnung, die den
Durchgang von Luft ermöglichen, die jedoch im wesentlichen
den Durchgang des hydraulischen Steuerfluids verhindern.
Diese Öffnungen bilden somit kleine Durchlaßorgane für
Entlüftungsluft.
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Der nicht gezeigte Bereich 33 ist ähnlich aufgebaut.
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In der so konstruierten Ausführungsform wird Luft, die sich
in den hydraulischen Steuerdruckkammern 40 und 41
angesammelt hat zum Drainagekanal 54 über die Öffnungen und die
jeweiligen verschraubten Teile 52 und 53 geleitet und über den
Drainagekanal 34 in den Behälter 6 geleitet. Da der
Drainagekanal 54 unabhängig von den Drainagenuten 44 und 45 in dem
Ventilkörperbereich 31 vorgesehen ist wird das Entlüften
ausgezeichnet durchgeführt, ohne daß es von dem Druck des
Hydraulikfluids in den Nuten beeinflußt wird. Dies
ermöglicht es ein Entlüften automatisch durchzuführen ohne
Adapter 48 und 49 lösen und befestigen zu müssen. Daher wird
kein spezieller Arbeitsaufwand für das Lüften erforderlich,
was die Wartungskosten senkt.
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Zusätzlich bestätigen die Erfinder des vorliegenden
Erfindung folgende Tatsachen: Das hydraulische Steuerfluid
innerhalb der hydraulischen Steuerdruckkammern 40 und 41
fließt ebenfalls in den Drainagekanal 54 durch die Öffnungen
in den jeweils verschraubten Teilen 52 und 53, je nach
Fertigungsgenauigkeit der Gewinde und der verschraubten Teile
52 und 53. Bei einem Hydraulikfluid mit hoher Viskosität im
Verhältnis zur Luft ist die Ausflußmenge des Hydraulikfluids
jedoch extrem gering, beispielsweise von der Größenordnung
von einigen zehn cc/min. Eine Menge in dieser Größenordnung
beeinflußt die übliche Funktionsweise der Schieber 37 und 38
nicht.
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Wie aus dem Vorhergehenden klar wird kann mit dem
hydraulischen Richtungs-Vorsteuerventil nach der vorliegenden
Erfindung sich in der hydraulischen Steuerdruckkammer bzw. in
solchen Kammern angesammelte Luft nach außen automatisch
entlüftet werden. Daher werden manuelle eingriffe die zum
Entlüften dieser Art überlicherweise durchgeführt wurden
überflüssig, wodurch es möglich wird die Wartungskosten die
mit solchen Operationen zusammenhängen zu reduzieren.