DE3926847A1 - Hydraulisches steuerventil fuer ein lastmedium, insbesondere fuer die wasserhydraulik - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuerventil für ein Lastme­ dium, insbesondere für die Wasserhydraulik, - mit Ventilgehäuse, kol­ benschieberartigem Ventilkörper und auf den Ventilkörper arbeitender Feder mit vorgegebener Vorspannkraft, wobei das Ventilgehäuse zumin­ dest eine Einlaßöffnung, zumindest eine Auslaßöffnung und Bohrungen sowie Auskammerungen für das Lastmedium und außerdem zumindest eine Einlaßöffnung, zumindest eine Auslaßöffnung und Bohrungen sowie Auskammerungen für ein Vorsteuermedium aufweist und der Ventilkör­ per mit Beaufschlagungsflächen für das Lastmedium sowie für das Vor­ steuermedium versehen ist. - Es versteht sich, daß die üblichen Dich­ tungen, die die verschiedenen Druckräume trennen, angeordnet sind.

Bei dem aus der Praxis bekannten hydraulischen Steuerventil, von dem die Erfindung ausgeht, ist in funktioneller Hinsicht nachteilig, daß das Steuerventil nicht schließt oder sich öffnen kann, wenn der Last­ druck des Lastmediums, sei es an der Einlaßöffnung oder an der Aus­ laßöffnung, ansteht oder als Druckstoß dort wirksam wird, der Vor­ steuerdruck des Vorsteuermediums jedoch nicht zur Verfügung steht. Auch ist bei den bekannten Steuerventilen nicht sichergestellt, daß sie im Anlieferungszustand geschlossen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Steuer­ ventil des eingangs beschriebenen Aufbaus selbstschließend und so auszubilden, daß es nur geöffnet werden kann, wenn der Vorsteuer­ druck des Vorsteuermediums in bezug auf die Öffnungssteuerung voll ansteht.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Ventilkörper zweiteilig ausgeführt ist und ein Stößelelement sowie ein Hülsenelement aufweist, wobei das Hülsenelement auf einem Führungsfortsatz des Stößelelementes geführt ist, daß die Feder zwischen dem Stößelelement und dem Hülsenelement angeordnet ist sowie das Stößelelement in bezug auf das Lastmedium in Schließstellung drückt und daß die Vorspann­ kraft der Feder sowie die Beaufschlagungsflächen für das Lastmedium und für das Vorsteuermedium so ausgelegt sind, daß das Stößelelement nur öffnet, wenn das Vorsteuermedium bei angesteuerter Öffnungsbewe­ gung mit vollem Vorsteuerdruck ansteht. - Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß durch die beschriebene Auflösung des Ventilkör­ pers in zwei Bauteile, nämlich das Stößelelement und das Hülsenele­ ment, sowie durch die beschriebene Anordnung der vorgespannten Fe­ der zusätzliche kinematische und funktionelle Freiheitsgrade geschaf­ fen werden, die es auf einfache Weise erlauben, die der Erfindung zu­ grundeliegende Aufgabe zu lösen. Im Detail bestehen insoweit ver­ schiedene Möglichkeiten. Eine bevorzugte Ausführungsform, die sich durch Einfachheit und Funktionssicherheit auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Feder das Stößelelement umgibt und in einer Federauskammerung des Gehäuses angeordnet ist, die mit dem zu steuernden Lastmedium in Verbindung steht und von einer kolbenring­ förmigen Beaufschlagungsfläche des Stößelelementes begrenzt ist. Eine weitere Ausbildung ist, insbesondere in Kombination zu den zuletzt be­ schriebenen Maßnahmen, dadurch gekennzeichnet, daß das Stößelele­ ment auf der der Federauskammerung abgewandten Seite eine kolben­ ringförmige Beaufschlagungsfläche aufweist, die von dem Vorsteuer­ druck bei der Öffnungsbewegung beaufschlagbar ist. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besitzt das Hülsenelement auf der der Federauskammerung abgewandten Seite eine kolbenringförmige Beauf­ schlagungsfläche, die von dem Vorsteuermedium bei der Schließbewe­ gung beaufschlagbar ist. Der Führungsfortsatz des Stößelelementes kann in dem Hülsenelement frei liegen und mit einem Wegaufnehmer verbunden sein und/oder mit einem Hubbegrenzer zusammenwirken. Er kann auch als Anzeigeelement aus dem Hülsenelement herausgeführt sein.

Im folgenden werden die Erfindung und die erreichten Vorteile anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung aus­ führlicher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes hydraulisches Steuerventil im Vertikal­ schnitt,

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in einer anderen Funktionsstellung und

Fig. 3 entsprechend der Fig. 1 eine andere Ausführungsform eines er­ findungsgemäßen Steuerventils.

Die in den Figuren dargestellten hydraulischen Steuerventile steuern ein Lastmedium. Sie sind insbesondere für die Wasserhydraulik be­ stimmt. Bei den Fig. 1 und 2 handelt es sich um ein selbstschließen­ des 2/2 Wegeventil, bei Fig. 1 als Proportionalventil mit Wegaufneh­ mer, bei Fig. 2 mit Hubbegrenzung. Die Fig. 3 zeigt ein selbst­ schließendes 2/2 Wegeventil in der Ausführungsform als Steckventil.

Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Ventilgehäuse 1, ein kolben­ schieberartiger Ventilkörper 2 und eine auf den Ventilkörper 2 arbei­ tende Feder 3 mit vorgegebener Vorspannkraft. Das Ventilgehäuse 1 besitzt zumindest eine Einlaßöffnung 4, zumindest eine Auslaßöffnung 5 und Bohrungen 6 sowie Auskammerungen 7 für das Lastmedium. Das Ventilgehäuse 1 besitzt außerdem zumindest eine Einlaßöffnung 8, zu­ mindest eine Auslaßöffnung 9 und Bohrungen 10 sowie Auskammerungen 11 für ein Vorsteuermedium. Der Ventilkörper 2 ist mit Beaufschla­ gungsflächen 12 für das Lastmedium sowie Beaufschlagungsflächen 13 für das Vorsteuermedium versehen. Die erforderlichen Dichtungen 14, die die verschiedenen Druckräume trennen, sind angeordnet. - Verbun­ den sind die Steuerventile mit einem Schieberventil 15 für die Steuerung des Vorsteuermediums, wie es in den Fig. 1 und 2 angedeutet ist.

Der Ventilkörper 2 ist zweiteilig ausgeführt. Er weist ein Stößelele­ ment 16 und ein Hülsenelement 17 auf. Das Hülsenelement 17 ist auf einem bolzenartigen Führungsfortsatz 18 des Stößelelementes 16 geführt. Die Feder 3 ist zwischen dem Stößelelement 16 und dem Hülsenelement 17 angeordnet. Sie drückt das Stößelelement 16 in bezug auf das Last­ medium in Schließstellung. Die Vorspannkraft der Feder 3 sowie die Beaufschlagungsflächen 12 für das Lastmedium und die Beaufschla­ gungsflächen 13 für das Vorsteuermedium sind so angeordnet und aus­ gelegt, daß das Stößelelement 16 nur öffnet, wenn das Vorsteuermedium bei angesteuerter Öffnungsbewegung mit vollem Vorsteuerdruck ansteht.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Er­ findung umgibt die Feder 3 das Stößelelement 16. Sie ist in einer Federauskammerung 19 des Gehäuses 1 angeordnet. Diese steht mit dem zu steuernden Lastmedium in Verbindung und ist von einer kolben­ ringförmigen Beaufschlagungsfläche 20 des Stößelelementes 16 be­ grenzt. Das Stößelelement 16 besitzt auf der der Federauskammerung 19 abgewandten Seite eine kolbenringförmige Beaufschlagungsfläche 21, die von dem Vorsteuerdruck beaufschlagbar ist, und zwar bei ange­ steuerter Öffnungsbewegung. Das Hülsenelement 17 besitzt auf der der Federauskammerung 19 abgewandten Seite eine Beaufschlagungsfläche 22, die von dem Vorsteuermedium beaufschlagbar ist, und zwar bei angesteuerter Schließbewegung. Der Führungsfortsatz 18 des Stößel­ elementes 16 liegt in dem Hülsenelement 17 offen. In der Fig. 1 ist die Stirnfläche 23 des Führungsfortsatzes 18 mit einem Wegaufnehmer 24 verbunden. In der Fig. 2 wirkt die Stirnfläche 23 des Führungs­ fortsatzes 18 mit einem Hubbegrenzer 25 zusammen. Der Führungsfort­ satz 18 könnte aus dem Hülsenelement 17 auch zum Zwecke der Anzeige herausgeführt sein.

Wo in den Bohrungen 6 und Auskammerungen 7 für das Lastmedium der Lastdruck positiv ansteht, sind zusätzlich +-Zeichen eingetragen. Wo der Vorsteuerdruck des Vorsteuermediums positiv ansteht, sind bei den Bohrungen 10 und den Auskammerungen 11 ebenfalls zusätzlich +-Zeichen eingetragen. Die anderen Kanäle und Auskamme­ rungen sind drucklos. In der Fig. 1 steht zwar der positive Last­ druck von der Einlaßseite her, jedoch kein Vorsteuerdruck an. Man erkennt, daß das Ventil geschlossen und durch den anstehenden Last­ druck in Schließstellung gehalten ist. Bei Fig. 2 steht außerdem ein positiver Vorsteuerdruck an, und zwar für die Schließbewegung.

Die Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform, die mit der baulichen Erläuterung der Gegenstände der Fig. 1 und 2 in der baulichen Ge­ staltung ohne weiteres verständlich ist. Die Fig. 3 zeigt das Steuer­ ventil in zwei Funktionsstellungen, deren Unterschiede man im oberen Teil der Fig. 3 links bzw. rechts der Mittellinie erkennt. In der Fig. 3 rechts steht ein Vorsteuerdruck nicht an. In der Federauskammerung 19 steht der Lastdruck an, der von der Auslaßseite bei 4 wirksam wird. In der Fig. 3 links steht der Vorsteuerdruck an der ringför­ migen Beaufschlagungsfläche 22 des Hülsenelementes 17 schließend an.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Figuren entnimmt man, daß das erfindungsgemäße Steuerventil unter den angegebenen Bedingungen selbst schließt und nur dann öffnet, wenn das Vorsteuermedium bei angesteuerter Öffnungsbewegung mit vollem Vorsteuerdruck ansteht. Das gilt auch dann, wenn an der Einlaßöffnung 4 oder an der Auslaßöff­ nung 5 für das Lastmedium der Lastdruck ansteht und Vorsteuerdruck nicht zur Verfügung steht. Auch im Anlieferungszustand ist wegen der vorgespannten Feder 3 das erfindungsgemäße Steuerventil geschlossen. Auch durch einen Druckstoß im Lastmedium, gleichgültig, ob auf der Einlaßseite oder Auslaßseite, kann es nicht geöffnet werden, und zwar selbst dann nicht, wenn kein Vorsteuerdruck ansteht. Ohne weiteres können eine verstellbare Hubbegrenzung 25 oder ein Wegaufnehmer 24 integriert werden. Das erfindungsgemäße Steuerventil kann auch in Regelkreise eingebaut werden. Verschleißteile sind leicht austauschbar und dem Medium anpaßbar. Es können die verschiedensten Werkstoffe eingesetzt werden. Das Ventil kann als Plattenventil eingesetzt wer­ den, wie es die Fig. 1 und 2 erläutern, aber auch als Steckventil.

Claims (5)

1. Hydraulisches Steuerventil für ein Lastmedium, insbesondere für die Wasserhydraulik, - mit
Ventilgehäuse,
kolbenschieberartigem Ventilkörper und
auf den Ventilkörper arbeitender Feder mit vorgegebener Vorspannkraft,
wobei das Ventilgehäuse zumindest eine Einlaßöffnung, zumindest eine Auslaßöffnung und Bohrungen sowie Auskammerungen für das Lastmedium und außerdem zumindest eine Einlaßöffnung, zumindest eine Auslaßöffnung und Bohrungen sowie Auskammerungen für ein Vorsteuermedium aufweist und der Ventilkörper mit Beaufschlagungsflächen für das Lastmedium sowie für das Vorsteuermedium versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper zweiteilig ausgeführt ist und
ein Stößelelement sowie ein Hülsenelement aufweist, wobei das Hülsenelement auf einem Führungsfortsatz des Stößelelementes geführt ist,
daß die Feder zwischen dem Stößelelement und dem Hülsenelement angeordnet ist sowie das Stößelelement in bezug auf das Lastmedium in Schließstellung drückt und daß die Vorspannkraft der Feder sowie die Beaufschlagungsflächen für das Lastmedium und für das Vorsteuermedium so ausgelegt sind, daß das Stößelelement nur öffnet, wenn das Vorsteuermedium bei angesteuerter Öffnungsbewegung mit vollem Vorsteuerdruck ansteht.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder das Stößelelement umgibt und in einer Federauskammerung des Gehäuses angeordnet ist, die mit dem zu steuernden Lastmedium in Verbindung steht und von einer kolbenringförmigen Beaufschlagungsfläche des Stößelelementes begrenzt ist.

3. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stößelelement auf der der Federauskammerung abgewandten Seite eine kolbenringförmige Beaufschlagungsfläche aufweist, die von dem Vorsteuerdruck beaufschlagbar ist.

4. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hülsenelement auf der der Federauskammerung abgewandten Seite eine kolbenringförmige Beaufschlagungsfläche aufweist, die von dem Vorsteuermedium beaufschlagbar ist.

5. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsfortsatz des Stößelelementes in dem Hülsenelement freiliegt und mit einem Wegaufnehmer verbunden ist und/oder mit einem Hubbegrenzer zusammenwirkt.