DE3816980C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil mit magnetischer Arretierung, welches folgendes umfaßt: ein Gehäuse, das ei­ ne über einen Einlaß mit einer Druckmittelquelle verbundene Einlaßkammer und eine zu einem Vorratsbehälter führende Auslaßkammer hat, wobei Ein- und Auslaßkammer durch eine gemeinsame innere Wand getrennt sind; wenigstens einen zu einem Hydraulikwerkzeug führenden Steuerventilkanal in dem Gehäuse mit einem darin verschiebbaren Ventilteil, welches den Steuerventilkanal in einer ersten Position mit der Ein­ laßkammer und in einer zweiten Position mit der Auslaßkam­ mer verbindet; einen elastisch vorgespannten Ventilbetäti­ ger, welcher das Ventil normalerweise in der zweiten Posi­ tion hält; einen Steuerknüppel, der dreh- bzw. verschwenk­ bar auf bzw. in dem Gehäuse angeordnet und mit dem Ventil­ betätiger zum Bewegen des Ventils zwischen der ersten und zweiten Position in Eingriff ist.

Ein Steuerventil dieser grundsätzlichen Art ist aus der US- PS 43 42 335 bekannt. Bei diesem Steuerventil ist die ma­ gnetische Arretierung derart ausgebildet, daß ein Ventil­ teil-Betätigungsstab, welcher das Ventilteil verschiebt, indem er seinerseits von dem elastisch vorgespannten Ven­ tilbetätiger verschoben wird, in zwei axial hintereinander angeordnete Betätigungsstabteile "zerteilt" ist, zwischen denen eine magnetisierbare scheibenartige Kappe angeordnet ist. Diese magnetisierbare Kappe ist durch eine Feder ela­ stisch so vorgespannt, daß sie den ventilbetätigerseitigen Betätigungsstabteil stets in Anlage an den Ventilbetätiger drückt, bis sie selbst zur Anlage an einen Magneten kommt, der dieses Betätigungsstabteil zusanmen mit einem Magnetge­ häuse konzentrisch umgibt, und dadurch einen Magnetkreis schließt, wodurch das Steuerventil in dieser Ventilposition magnetisch arretiert wird.

Ein sehr reales Problem bei diesem Steuerventil besteht darin daß Schmutzteilchen die Tendenz haben, sich zwischen der magnetisierbaren Kappe einerseits und dem Magneten sowie dessen Magnetgehäuse andererseits anzusammeln. Dadurch wird die magnetische Arretierungskraft in hohem Maße vermindert, da auf diese Weise ein "Luftspalt" durch den Schmutz, Staub oder dergleichen zwischen der magnetisierbaren Kappe und dem Magneten erzeugt wird. Entsprechende problematische Verhältnisse ergeben sich natürlich auch dann, wenn anstel­ le des Magneten und des Magnetgehäuses eine magnetische Spule und ein Spulengehäuse vorgesehen werden, also statt eines Permanentmagneten ein Elektromagnet vorhanden ist, da auch in diesem Falle beim Stand der Technik die Arretie­ rungskraft, welche durch die angelegte Spulenspannung er­ zeugt wird, mittels des erwähnten "Luftspalts" in hohem Ma­ ße herabgesetzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuerventil der eingangs genannten gattungsgemäßen Art zur Verfügung zu stellen, welches so ausgebildet ist, daß die magnetische Arretie­ rungskraft auch über eine längere Betriebsdauer hinweg im wesentlichen unvermindert bleibt, also nicht durch die An­ sammlung von Staub, Schmutz oder dergleichen, die einen un­ erwünschten "Luftspalt" in dem magnetischen Kreis der Arre­ tierung bildet, wesentlich vermindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine magne­ tische Spule benachbart dem Ventilbetätiger; einen mit ei­ ner Halteeinrichtung zusammenwirkenden Auslöse- bzw. Arre­ tierungsstift, der zum Halten des Ventilbetätigers in der ersten Position mittig in der Spule bewegbar ist; eine in Kontakt mit dem Auslöse- bzw. Arretierungsstift stehende Spulenplatte, welche an der der Halteeinrichtung entgegen­ gesetzten Seite eines Spulengehäuses angeordnet ist; und eine elastische Einrichtung, welche die Spulenplatte gegen die Spule drückt, wodurch die Spulenplatte in ständigem Kontakt mit der Spule ist, jedoch ausgenommen dann, wenn der Auslöse- bzw. Arretierungsstift die Spulenplatte von der Spule beim Bewegen des Steuerknüppels zum Betätigen des Ventils von der ersten in die zweite Position oder von der zweiten in die erste Position wegdrückt.

Diese Ausbildung schaltet in wirksamer Weise die Möglich­ keit aus, daß sich Schmutz, Staub oder dergleichen zwischen der Spulenplatte und der Spulengehäusefläche ansammelt und daß dadurch ein unerwünschter "Luftspalt" zwischen diesen gebildet wird, so daß die magnetische Arretierungskraft im wesentlichen unvermindert bleibt.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Ventilteil ein langgestrecktes Teil ist, das eine mittige Längsbohrung hat, die an dem Ende of­ fen ist, das sich in dem Steuerventilkanal befindet, und die an dem entgegengesetzten Ende geschlossen ist, und die weiterhin benachbart diesem anderen Ende ein oder mehrere querverlaufende Bohrungs- bzw. Durchgangslöcher hat, welche sich in Verbindung mit der mittigen Bohrung befinden und diese in der ersten Position mit der Einlaßkammer und in der zweiten Position mit der Auslaßkammer verbindet.

Eine andere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Steuerventils ist gekennzeichnet durch eine Fußplatte, die sich auf dem Steuerventil an dem Ende abstützt, das von dem Steuerkanal entfernt ist; einen im Abstand von der Fußplat­ te vorgesehenen, mit dem Ventilbetätiger bewegungsgekop­ pelten Kopfteil; eine erste elastische Einrichtung, welche die Fußplatte und das Kopfteil voneinander wegdrückt; ein teleskopartig ineinanderschiebbares Verbindungsteil zwi­ schen der Fußplatte und dem Kopfteil; und eine zweite ela­ stische Einrichtung, welche das Kopfteil von dem Ventilteil wegdrückt.

Bevorzugt ist die Ausbildung so, daß die mit dem Auslöse­ bzw. Arretierungsstift zusammenwirkende Halteeinrichtung zum Halten des Ventils in der ersten Position eine Auslöse­ bzw. Arretierungsplatte ist, die dreh- bzw. verschwenkbar an dem Steuerknüppel zwischen dessen Enden angebracht ist.

Die Ausbildung kann aber auch bevorzugt so sein, daß die mit dem Auslöse- bzw. Arretierungsstift zusammenwirkende Halteeinrichtung zum Halten des Ventils in der ersten Posi­ tion ein querbewegbares Reibungsteil ist.

Im übrigen kann das Gehäuse aus zwei Teilen hergestellt sein, wobei ein Teil der gemeinsamen Wand in jedem sein kann. Außerdem kann die Einlaßkammer mit einem Auslaßkanal zu einem nächsten benachbarten Ventilabschnitt versehen sein, wenn das Steuerventil in einem sogenannten Stapelven­ til aus mehreren stapelartig zusammengebauten Ventilab­ schnitten vorgesehen ist.

Die Erfindung sei nachstehend anhand einiger Ausführungsformen eines Steuer­ ventils, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 eine Endansicht von unten auf eine Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Ausführungsform der Erfin­ dung gemäß Fig. 1 entlang der Linie II-II;

Fig. 3 eine Teilschnittansicht der Ausführungsform der Fig. 1 entlang der Linie III-III; und

Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine zweite Ausführungs­ form der Erfindung.

Es sei nun auf die Figuren der Zeichnung und insbesondere auf Fig. 2 Bezug genommen, worin eine Steuerventilanordnung veranschaulicht ist, die ein Gehäuse 10 mit einer Einlaß­ kammer 11 und einer Auslaßkammer 12 hat, wobei die Einlaß­ kammer 11 und die Auslaßkammer 12 durch eine gemeinsame Wand 13 getrennt sind. Die Einlaßkammer 11 ist mit Steuer­ ventilkanälen 14 versehen, die mit einem Hydraulikwerkzeug verbunden sein können, wie beispielsweise mit einem Hydrau­ likzylinder, und weiter ist die Einlaßkammer 11 mit einem Einlaß 15 versehen, der mit einer Druckmittelquelle verbun­ den sein kann, wie beispielsweise mit einer Pumpe. Jeder Steuerventilkanal 14 enthält ein langgestrecktes Ventilteil 16, das eine Längsbohrung 17 hat, die sich von einem Ende, das nach dem Steuerventilkanal 14 zu offen ist, bis zu einer Stelle kurz vor dem entgegengesetzten Ende erstreckt. Querverlaufende Bohrungs- bzw. Durchgangslöcher 18 sind durch die Wand 13 des Ventilteils 16 an dem Ende der Längs­ bohrung 17, welche sich benachbart dem entgegengesetzten Ende befindet, vorgesehen (siehe Fig. 2). Diese Bohrungs­ bzw. Durchgangslöcher 18 befinden sich in einer ersten Po­ sition in Verbindung mit der Einlaßkammer 11, und sie be­ finden sich in einer zweiten Position in Verbindung mit der Auslaßkammer 12. Das Ventilteil 16 ist an dem bezüglich des Steuerventilkanals 14 entgegengesetzten Ende mit einem er­ sten Verbindungsteil 16a verminderten Querschnitts verse­ hen, der eine Fußplatte 19 trägt, sowie mit einem zweiten Verbindungsteil 16b, 16c, der aus einem ein wenig größeren Teil 16b, welcher eine teleskopische Verschiebebewegung vermittelt, und mit einem kopfartigen Teil 16c, der tele­ skopisch in einem gesonderten Kopfteil 20 verschiebbar ist, besteht. Das Kopfteil 20 und die Fußplatte 19 werden mit­ tels einer Feder, die als eine erste elastische Einrichtung 21 vorgesehen ist, voneinander weggedrückt. Das Kopfteil 20 wird mittels einer zweiten Feder, die als eine zweite elastische Einrichtung 22 vorgesehen ist und sich an der gemeinsamen Wand 13 abstützt, von dieser gemeinsamen Wand 13 weggedrückt. Ein Steuerknüppel 23, der an einem Ende ei­ ne Kugel 24 hat, ist auf dieser Kugel 24 in einer Kugelfas­ sung 25 in dem Gehäuse 10 dreh- bzw. schwenkbar gelagert. Der Steuerknüppel 23 trägt benachbart der Kugel 24 einen plattenförmigen Ventilbetätiger 26, der sich auf je einem Ende von Betätigungsstäben 27 abstützt. Das andere Ende der Betätigungsstäbe 27 stützt sich auf dem Kopfteil 20 ab, so daß dieses jeweilige andere Ende des jeweiligen Betäti­ gungsstabs 27 das zugehörige Kopfteil 20 nach der gemeinsa­ men Wand 13 zu bewegen und über die elastische Einrichtung 21 Druck auf die Fußplatte 19 ausüben kann, so daß auf die­ se Weise das jeweilige zugeordnete Ventilteil 16 betätigt wird. Im Abstand von dem Ventilbetätiger 26 ist eine Auslö­ se- bzw. Arretierungsplatte 28 drehbar auf dem Steuerknüp­ pel 23 angeordnet, die über magnetische Spulen 29 bewegt wird, so daß sie einen Auslöse- bzw. Arretierungsstift 30 niederdrückt, wodurch es ermöglicht wird, daß der Anschlag 31 in der Auslöse- bzw. Arretierungsplatte 28 mit dem Aus­ löse- bzw. Arretierungsstift 30 in Eingriff kommt. Wenn dieser Auslöse- bzw. Arretierungsstift 30 in der Spule 29 niedergedrückt wird, dann drückt er die Spulenplatte 32 ge­ gen die Kraft der als elastische Einrichtung 33 vorgesehe­ nen Feder von der Spule 29 weg. Die elastische Einrichtung 33 wirkt auf die Spulenplatte 32 so, daß sie diese zu jeder Zeit in Position auf der Spule 29 hält, unabhängig davon, ob der Spule 29 von einer Stromquelle 34 Strom zugeführt wird oder nicht. Das verhindert es, daß sich Teilchen aus Schmutz oder Staub zwischen der Spulenplatte 32 und der Spule 29 ansammeln. Das ist sehr wichtig, weil die Arretie­ rungskraft, die von der angewandten Spulenspannung erzeugt wird, in hohem Maße vermindert würde, wenn ein Luftspalt zwischen der Spulenplatte 32 und dem Spulengehäuse durch Schmutz, Staub oder andere Mittel erzeugt werden würde.

In der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 sind vier Steuer­ ventilkanäle 14 vorgesehen, wie in Fig. 1 dargestellt ist, und jeder dieser Steuerventilkanäle 14 wird in der oben be­ schriebenen Weise gesteuert. Außerdem ist in der vorliegen­ den Ausführungsform ein Auslaßdurchgang 40 zu einem Vor­ ratsbehälter oder Tank vorgesehen. Dieser Auslaßdurchgang 40 ist mit der Auslaßkammer 12 mittels eines Auslaßkanals 41 verbunden, der in dem Gehäuse 10 vorgesehen ist, wie in Fig. 3 veranschaulicht ist.

In der Fig. 4 ist eine zwei Steuerventilkanäle aufweisende Ausführungsform eines Steuerventils veranschaulicht. Dieje­ nigen Teile, die im wesentlichen die gleichen wie in den Fig. 1 bis 3 sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen ver­ sehen, jedoch unter Hinzufügung eines Strichs. In dieser Ausführungsform trägt der Steuerknüppel 23′ einen Ventilbe­ tätiger 50, der einstellbare Anschläge 51 hat, die sich auf dem Ende von Betätigungsstäben 27′ abstützen, und wei­ terhin hat der Ventilbetätiger 50 einen Nockenteil 52, der auf ein Reibungsteil 53 wirkt. Wenn der Steuerknüppel 23′ um den Drehpunkt 54 bewegt wird, bewegt der Nockenteil 52 das Reibungsteil 53, bezogen auf die Ansicht der Fig. 4, nach aufwärts, so daß dadurch der Auslöse- bzw. Arretie­ rungsstift 30′ und die Spulenplatte 32′ angehoben werden. Dadurch wird der Betätigungsstab 27′ freigegeben, und es wird auf diese Weise ermöglicht, daß der Anschlag 51 den Betätigungsstab 27′ nach dem Ventilteil 16′ zu bewegt, wel­ ches nach dem Steuerventilkanal 14′ zu gedrückt wird, so daß es die Einlaßkammer 11′ mit dem Steuerventilkanal 14′ verbindet, wie es in den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 der Fall ist. Wenn der Steuerknüppel 23′ in die normale Stellung zurückgebracht wird, drückt die als elastische Einrichtung 33′ vorgesehene Feder die Spulenplatte 32′ zu­ rück gegen die Spule 29′, so daß verhindert wird, daß sich Schmutz oder Staub oder sonstige unerwünschte Teilchen an­ sammeln und beide voneinander trennen.

Claims (5)

1. Steuerventil mit magnetischer Arretierung, welches folgendes umfaßt: ein Gehäuse (10, 10′), das eine über einen Einlaß (15, 15′) mit einer Druckmittelquelle ver­ bundene Einlaßkammer (11, 11′) und eine zu einem Vorrats­ behälter führende Auslaßkammer (12, 12′) hat, wobei Ein­ und Auslaßkammer durch eine gemeinsame innere Wand (13, 13′) getrennt sind; wenigstens einen zu einem Hydraulik­ werkzeug führenden Steuerventilkanal (14, 14′) in dem Ge­ häuse (10, 10′) mit einem darin verschiebbaren Ventilteil (16, 16′), welches den Steuerventilkanal (14, 14′) in ei­ ner ersten Position mit der Einlaßkammer (11, 11′) und in einer zweiten Position mit der Auslaßkammer (12, 12′) verbindet; einen elastisch vorgespannten Ventilbetätiger (26, 50), welcher das Ventil normalerweise in der zweiten Position hält; einen Steuerknüppel (23, 23′), der dreh­ bzw. verschwenkbar auf bzw. in dem Gehäuse (10, 10′) an­ geordnet und mit dem Ventilbetätiger (26, 50) zum Bewegen des Ventils zwischen der ersten und zweiten Position in Eingriff ist; gekennzeichnet durch eine magnetische Spule (29, 29′) benachbart dem Ventilbe­ tätiger (26, 50); einen mit einer Halteeinrichtung zusam­ menwirkenden Auslöse- bzw. Arretierungsstift (30, 30′), der zum Halten des Ventilbetätigers (26, 50) in der er­ sten Position mittig in der Spule (29, 29′) bewegbar ist; eine in Kontakt mit dem Auslöse- bzw. Arretierungsstift (30, 30′) stehende Spulenplatte (32, 32′), welche an der der Halteeinrichtung entgegengesetzten Seite eines Spu­ lengehäuses angeordnet ist; und eine elastische Einrich­ tung (33, 33′), welche die Spulenplatte (32, 32′) gegen die Spule (29, 29′) drückt, wodurch die Spulenplatte (32, 32′) in ständigem Kontakt mit der Spule (29, 29′) ist, jedoch ausgenommen dann, wenn der Auslöse- bzw. Arretie­ rungsstift (30, 30′) die Spulenplatte (32, 32′) von der Spule (29, 29′) beim Bewegen des Steuerknüppels (23, 23′) zum Betätigen des Ventils von der ersten in die zweite Position oder von der zweiten in die erste Position weg­ drückt.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Ventilteil (16, 16′) ein langgestrecktes Teil ist, das eine mittige Längsboh­ rung (17, 17′) hat, die an dem Ende offen ist, das sich in dem Steuerventilkanal (14, 14′) befindet, und die an dem entgegengesetzten Ende geschlossen ist, und die wei­ terhin benachbart diesem anderen Ende ein oder mehrere querverlaufende Bohrungs- bzw. Durchgangslöcher (18, 18′) hat, welche sich in Verbindung mit der mittigen Bohrung (17, 17′) befinden und diese in der ersten Position mit der Einlaßkammer (11, 11′) und in der zweiten Position mit der Auslaßkammer (12, 12′) verbindet.

3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, ge kennzeichnet durch eine Fußplatte (19, 19′), die sich auf dem Steuerventil an dem Ende abstützt, das von dem Steuerkanal (14, 14′) entfernt ist; einen im Ab­ stand von der Fußplatte vorgesehenen,mit dem Ventilbetä­ tiger (26, 50) bewegungsgekoppelten Kopfteil (20, 20′); eine erste elastische Einrichtung (21, 21′), welche die Fußplatte (19, 19′) und das Kopfteil (20, 20′) voneinan­ der wegdrückt; ein teleskopartig ineinanderschiebbares Verbindungsteil (16b, 16c, 16b′, 16c′) zwischen der Fuß­ platte (19, 19′) und dem Kopfteil (20, 20′); und eine zweite elastische Einrichtung (22, 22′), welche das Kopf­ teil (20, 20′) von dem Ventilteil (16, 16′) wegdrückt.

4. Steuerventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Auslö­ se- bzw. Arretierungsstift (30, 30′) zusammenwirkende Halteeinrichtung zum Halten des Ventils in der ersten Po­ sition eine Auslöse- bzw. Arretierungsplatte (28) ist, die dreh- bzw. verschwenkbar an dem Steuerknüppel (23) zwischen dessen Enden angebracht ist.

5. Steuerventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Auslö­ se- bzw. Arretierungsstift (30, 30′) zusammenwirkende Halteeinrichtung zum Halten des Ventils in der ersten Po­ sition ein querbewegbares Reibungsteil (53) ist.