DE3923743A1 - Hydraulisches wegeventil mit verriegelungseinrichtung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Wegeventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem beispielsweise durch die DE-OS 26 32 800 bekannt gewordenen Wegeventil dieser Art ist eine Ausklinkvorrichtung angeordnet, welche, um Schaden zu vermeiden, die Verriegelungseinrichtung für den Schieber des Wegeventils löst, so daß der Schieber in seine Neutralstellung zurückgestellt wird, wenn der Arbeitsdruck einen bestimmten Wert überschreitet.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Wegeventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Steuer­ schieber auch in seine Neutralstellung zurückgeführt wird, wenn der Arbeits- oder Systemdruck unter einen bestimmten Wert abfällt, bei­ spielsweise bei einem Leitungsbruch oder beim Abstellen des An­ triebsmotors der Pumpe. Damit wird erreicht, daß beim erneuten Star­ ten des Antriebsmotors unbeabsichtigte Bewegungen der Verbraucher vermieden werden. Diese Sicherheitsvorkehrungen werden mit einfachen Mitteln erreicht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich, die auch einen besonders einfachen Aufbau des Wegeventils aufzeigen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt, die ein Wegeventil mit einer Verriegelungseinrichtung im Längsschnitt zeigt, und wird im folgenden näher beschrieben.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das dargestellte Wegeventil ist bestimmt zum lastdruckunabhängigen Steuern eines hydraulischen Konstantdruck-Systems. Es hat in einem Gehäuse 11 eine Schieberbohrung 12, in der ein längsbeweglicher Steuerschieber 14 dicht und gleitend geführt ist. Im Bereich der Schieberbohrung 12 befinden sich eine mit einer Verstellpumpe 13 verbundene Pumpenkammer 16, daneben eine Meßdrosselkammer 17 und beidseits dieser je eine Zulaufkammer 18, 19, eine Verbraucherkammer 20, 21 und eine Rücklaufkammer 22, 23. Über je ein Rückschlagventil 25, 26 ist die Meßdrosselkammer 17 mit den Zulaufkammern 18 bzw. 19 verbunden. Der Steuerschieber 14 ist mittels eines nicht dargestell­ ten Bedienhebels in vier Stellungen M, I, II, und F bewegbar. In der Mittelstellung M sind die einzelnen Kammern 16 bis 23 gegeneinander abgesperrt. In der ersten Arbeitsstellung I sind die Pumpenkammer 16 mit der Meßdrosselkammer 17, die Verbraucherkammer 21 mit der Zu­ laufkammer 19 und die Verbraucherkammer 20 mit der Rücklaufkammer 22 verbunden. Entsprechend sind in der zweiten Arbeitsstellung II die Meßdrosselkammer 17 mit der Pumpenkammer 16, die Verbraucherkammer 20 mit der Zulaufkammer 18 und die Verbraucherkammer 21 mit der Rücklaufkammer 23 verbunden. Schließlich sind in der Freigangstel­ lung F die Meßdrosselkammer 17 von der Pumpenkammer 16 getrennt und beide Verbraucherkammern 20, 21 mit den zugehörigen Rücklaufkammern 22, 23 verbunden.

Zum Feststellen des Steuerschiebers 14 in einer der Stellungen I, II oder F weist das Wegeventil für den Steuerschieber 14 eine Verriege­ lungseinrichtung 30 auf. Eine solche Verriegelungseinrichtung ist an sich bekannt und in der DE-OS 26 32 800 beschrieben. Sie hat in ei­ nem büchsenförmigen Gehäuse 31, das gleichachsig zur Schieberbohrung 12 am Gehäuse 11 auf dessen der Bedienseite gegenüberliegenden Seite befestigt ist, eine Rasteinrichtung 32 mit drei auf einem Kreis gleichmäßig verteilten Rastplatten 33 mit Rastnuten 34, 35 ent­ sprechend den Stellungen I und II des Steuerschiebers 14, sowie eine Blattfeder 37 mit einer Rastwelle 38 entsprechend der Stellung F des Steuerschiebers 14. Die Rasteinrichtung 32 ist im wesentlichen in der DE-OS 31 42 617 näher beschrieben. Zum Verriegeln des Steuer­ schiebers 14 in der Arbeitsstellung I oder II ist an dessen der Be­ dienseite gegenüberliegendem Ende ein patronenförmiger Klinkenträger 40 mit dem Schieber 14 verschraubt, in dem entsprechend der Anord­ nung der drei Rastplatten 33 in Radialbohrungen Rastkugelpaare 41, 42 vorgesehen sind. Die radial innenliegenden Rastkugeln 42 stützen sich an einem Kegel 43 ab, der von einer Druckfeder 44 belastet die Rastkugeln 41, 42 radial nach außen drückt, so daß jeweils die äußeren 41 im Bereich einer Rastnute 34 oder 35 in diese eingreifen und dadurch eine Verriegelung der Stellung des Steuerschiebers 14 bewirken. Die Druckfeder 44 stützt sich an einer Schraube 46 ab, die in den Klinkenträger 40 eingeschraubt ist und die zusammen mit dem Klinkenträger 40 eine übliche, doppelt wirkende Federrückholeinrich­ tung 45 trägt, welche den Steuerschieber 14 in unbelastetem und ent­ riegeltem Zustand in seine Mittelstellung bringt. Auf der der Druck­ feder 44 gegenüberliegenden Seite hat der Kegel 43 einen den Klin­ kenträger 40 axial durchdringenden Stiftansatz 47, mit dem die Wir­ kung der Druckfeder 44 überwunden werden kann, so daß die Rastkugeln 41, 42 zum Lösen der Verriegelung entlastet werden können. Zum Ver­ riegeln des Steuerschiebers 14 in der Freigangsstellung F hat die Verriegelungseinrichtung 30 im Klinkenträger 40 eine in die Rastwel­ le 38 der Blattfeder 37 eingreifende Rastkugel 39. Aus der Frei­ gangsstellung F kann der Steuerschieber 14 nur entrastet werden, wenn über den Bedienhebel auf den Steuerschieber 14 eine der Fede­ rung der Blattfeder 37 entsprechende Bedienkraft aufgewendet wird.

Zum Entriegeln der Verriegelungseinrichtung 30 in den Stellungen I und II ist in einer mehrfach abgesetzten Axialbohrung 49 im Steuer­ schieber 14 eine Ausklinkeinrichtung 50 angeordnet. Diese hat ein von einer Kugel 51 und einem Ventilsitz 52 am Ende einer Stange 53 mit einer axialen Bohrung 54 gebildetes Druckventil, dessen Kugel 51 in einem engen Bohrungsteil 55 mit Spiel geführt ist, so daß eine Drosselstelle gebildet wird und die Kugel 51 als Kolbenglied wirkt. Die Kugel 51 ist von einer sich am Klinkenträger 40 abstützenden Druckfeder 57 über einen Stößel 56 vorbelastet. Der die Druckfeder 57 und den Stößel 56 aufnehmende, erweiterte Bohrungsteil 58, in dem auch der Klinkenträger 40 eingeschraubt ist, ist mit Querbohrungen 59 und einer mit der Rücklaufkammer 22 sich deckenden Umfangsnut 60 im Schieber 14 dauernd zur Rücklaufkammer 22 hin druckentlastet. An den die Stange 53 führenden Bohrungsteil 55 schließen sich zur Be­ dienseite hin ein erweiterter Bohrungsteil 62 und an diesen eine Stufenbohrung 63 an. In den erweiterten Bohrungsteil 62 mündet eine Querbohrung 64, deren Öffnung in der Mittelstellung M und in der Freigangsstellung F des Steuerschiebers abgesperrt ist sowie sich in der Arbeitsstellung I mit der Pumpenkammer 16 und in der Arbeits­ stellung II mit der Meßdrosselkammer 17 deckt, so daß in dem Ring­ spalt 65 zwischen der Stange 53 und dem Bohrungsteil 62 der anlie­ gende Arbeitsdruck herrscht. Dieser Arbeitsdruck wird durch eine Querbohrung 66 in der Stange 53 in die axiale Bohrung 54 mit dem Ventilsitz 52 übertragen.

Ferner herrscht dieser Arbeitsdruck in den Arbeitsstellungen I und II des Steuerschiebers 14 auch in der eine Kammer bildenden und von der Querbohrung 66 sowie der Pumpenkammer 16 und der Meßdrosselkam­ mer 17 zur Bedienseite des Steuerschiebers 14 hin gelegenen Stufen­ bohrung 63. In dieser Stufenbohrung 63 ist ein Kolben 70 verschieb­ bar, der von einer sich am Bohrungsgrund abstützenden Druckfeder 71 zur Stange 53 und in Richtung Verriegelungseinrichtung 30 gedrückt, dagegen von dem auf der Seite der Stange 53 wirkendem Druck des Druckmittels in Richtung zur Bedienseite hin verschoben wird und sich mit einem Ansatz 72 am Bohrungsgrund wie dargestellt, abstützt. Die Druckfeder 57 drückt über den Stößel 56 und die Kugel 51 die Stange 53 gegen den Kolben 70. Die der Druckfeder 71 zugewandte Sei­ te des Kolbens 70 ist durch eine nach außen führende Entlastungsboh­ rung 73 oder eine zur Rücklaufkammer 23 führende Entlastungsbohrung 74 dauernd druckentlastet. Die Kraft der am Kolben 70 anliegenden Druckfeder 71 ist größer als die Kraft der beiden Druckfedern 57 und 44 der Verriegelungseinrichtung 30, so daß bei fehlendem Ar­ beits- oder Systemdruck die Druckfeder 71 nach Art eines Federspei­ chers den Kolben 70, die Stange 53, die Kugel 51, den Stößel 56 und den Kegel 43 nach links verschiebt, so daß die Rastkugeln 41 entlas­ tet und entriegelt werden.

Die oben beschriebenen Ausklinkeinrichtungen 50; 70, 71, 53 die so­ wohl bei Überschreiten eines bestimmten Arbeits- oder Systemdruckes als auch bei Unterschreiten eines bestimmten Arbeitsdruckes wirksam werden, wirken wie folgt:
In der dargestellten Mittelstellung des Steuerschiebers 14, in der keine Rastung oder Verriegelung vorgesehen ist und in der dem Ver­ braucher kein Druckmittel zugeführt wird, wird der Steuerschieber 14 von der doppelt wirkenden Federrückholeinrichtung 45 gehalten. Wird der Steuerschieber 14 in die Arbeitsstellung I oder II ausgelenkt, so daß einer Seite des Verbrauchers Druckmittel zugeführt und die andere entlastet wird, wird zusammen mit dem Steuerschieber 14 auch der Klinkenträger 40 verschoben, so daß die Rastkugeln 41 durch den Druck der Feder 44 über den Kegel 43 in der Stellung I in die Rast­ nut 34 und in der Stellung II in die Rastnut 35 eingreifen und damit den Steuerschieber 14 verriegeln. In diesen Arbeitsstellungen I und II wirkt der Arbeits- oder Systemdruck auch auf die Kugel 51 durch die Querbohrung 66, den Ringspalt 65, die Querbohrung 74 und die Bohrung 54 auf den Kolben 70. Bei normalem Arbeitsdruck schließt die Kugel 51 den Ventilsitz 52 und der Kolben 70 spannt die Ventilfeder 71 so, daß sich die Ausklinkeinrichtung 50 in der gezeichneten un­ wirksamen Stellung befindet. Übersteigt der Arbeitsdruck einen durch die Druckfeder 57 bestimmten Wert (Ansprechdruck ca. 160 bar), bei­ spielsweise, wenn der Kolben eines Verbrauchers auf Anschlag geht, hebt die Kugel 51 vom Ventilsitz 52 ab und drückt - als Kolben wir­ kend - den Stößel 56 gegen den Stiftansatz 47 des Kegels 43. Bei ei­ nem bestimmten Überdruck wird dann auch entgegen der Wirkung der Druckfeder 44 der Kegel 43 verschoben, wobei die Rastkugeln 41, 42 entlastet werden, so daß die Federrückholeinrichtung 45 den Steuer­ schieber 14 in die Mittelstellung M zurückschieben kann.

Unterschreitet demgegenüber der Arbeits- oder Systemdruck einen be­ stimmten Wert (Ansprechdruck ca. 20 bar), beispielsweise bei Bruch einer Leitung oder beim Ausschalten des Antriebsmotors der Pumpe 13, wird der Kolben 70 druckentlastet, so daß die auf ihm lastende Druckfeder 71 den Kolben 70, die Stange 53, die Kugel 52 und den Stößel 56 gegen den Kegel 43 und auch diesen verschiebt, wobei wie oben beschrieben die Verriegelungseinrichtung 30 die Rastung der Rastkugeln 41 aufhebt, so daß die Federrückholeinrichtung 45 den Steuerschieber 14 in die neutrale Mittelstellung M zurückführt.

In der Stellung F, der Freigangsstellung, rastet die Kugel 39 in der Rastwelle 38 der Blattfeder 37. Auf diese Kugel 39 wirkt die Aus­ klinkeinrichtung 50 nicht, sodaß der Steuerschieber 14 lediglich durch Kraftaufwand am Bedienhebel des Steuerschiebers 14 in eine an­ dere Stellung verstellt werden kann.

Ergänzend wird bemerkt, daß die beschriebene Sicherheitsschaltung, die sowohl bei Überdruck als auch bei Niedrigdruck wirksam wird, in besonders vorteilhafter Weise bei hydraulischen Konstantdrucksyste­ men mit einer Verstellpumpe eingesetzt werden kann.

Claims (5)

1. Hydraulisches Wegeventil mit einem Gehäuse und einem darin längs­ bewegbaren Steuerschieber zum Herstellen von Verbindungen zwischen Verbraucheranschlüssen und einem Pumpenanschluß oder einem Tankan­ schluß, mit einer Verriegelungseinrichtung zum Rasten des Steuer­ schiebers in wenigstens einer Stellung und mit einer hydraulisch be­ tätigten Ausklinkeinrichtung, welche ein einerseits von einer Feder und andererseits vom Arbeitsdruck beaufschlagtes Kolbenglied im Steuerschieber aufweist, das bei einem einen bestimmten Wert über­ schreitenden Arbeitsdruck entgegen der Wirkung der Feder die Rastung der Verriegelungseinrichtung löst, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungseinrichtung (30) im Steuerschieber (14) eine zweite Ausklinkeinrichtung (70, 71, 53) zugeordnet ist, welche bei Absinken des Arbeitsdruckes unter einen bestimmten Wert die Verriegelungsein­ richtung löst.

2. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei­ te Ausklinkeinrichtung (70, 71, 53) über die erste Ausklinkeinrich­ tung (50) auf die Verriegelungseinrichtung (30) wirkt.

3. Wegeventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei­ te Ausklinkeinrichtung im Steuerschieber (14) ein Kolbenglied (70) aufweist, das einerseits von einer Feder (71) in Richtung Ausklinken belastet ist und andererseits vom Arbeitsdruck entgegen der Feder­ wirkung beaufschlagt wird.

4. Wegeventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kol­ benglied (70) über ein Übertragungselement (53) auf das Kolbenglied (51) der ersten Entriegelungseinrichtung (50) wirkt.

5. Wegeventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kol­ benglied (70) der zweiten Ausklinkeinrichtung und dem Kolbenglied (51) der ersten Ausklinkeinrichtung (50) Druckmittel durch eine Querbohrung (66) zugeführt wird, die nur in den Arbeitsstellungen (I, II) des Steuerschiebers (14) mit Druckmittel unter Druck ver­ sorgt wird.