DE3926847C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuerventil für ein Lastmedium, insbesondere für die Wasserhydraulik, mit einem Ventilgehäuse und einem kolbenschieberartigen Ventilkörper, der in einer Auskammerung des Ventilgehäuses angeordnet ist, wobei das Ventilgehäuse zumindest eine Einlaßöffnung, zumindest eine Auslaßöffnung und Bohrungen für das Lastmedium und außerdem Einlaßöffnungen, Auslaßöffnungen und Bohrungen für ein Vorsteuermedium aufweist, wobei der Ventilkörper aus einem am Ventilgehäuse abgedichteten Stößelelement und einem Hülsenelement, welches auf einem Führungsfortsatz des Stößelelementes mit Abdichtung zum Ventilgehäuse geführt ist, besteht und mit der Auskammerung drei Druckräume bildet, wobei die beiden endseitigen Druckräume mit dem Steuermedium beaufschlagbar sind und an dem Stößelelement sowie dem Hülsenelement kolbenringförmige Beaufschlagungsflächen für das Vorsteuermedium angebracht sind und wobei schließlich der Ventilkörper zusätzlich Beaufschlagungsflächen für das Lastmedium aufweist.

Bei dem aus DE 31 31 860 A1 bekannten Steuerventil, von dem die Erfindung ausgeht, sind sämtliche Druckräume durch Vorsteuermedium beaufschlagbar. Das bekannte Steuerventil ist nicht selbstschließend, wenn der Lastdruck des Lastmediums, sei es an der Einlaßöffnung oder an der Auslaßöffnung ansteht oder als Druckstoß dort wirksam wird, der Vorsteuerdruck des Vorsteuermediums jedoch nicht zur Verfügung steht. Auch ist bei dem bekannten Steuerventil nicht sichergestellt, daß es im Anlieferungszustand geschlossen ist.

Aus DE 27 50 502 C2 ist ein Steuerventil mit einem einteiligen, federbelasteten Ventilkörper bekannt. Die dem Ventilkörper zugeordnete Feder ist an dem Ventilgehäuse des Steuerventils abgestützt. Die Öffnungsbewegung des Ventilkörpers erfolgt durch Zuführung von Vorsteuermedium entgegen der Federkraft des Federelements. Bei dieser Ausführung ist eine ausreichend feinfühlige und stabile Einstellung des Durchlaßquerschnittes nicht möglich. Bei federbelasteten Sicherheitsventilen sind ferner Belastungseinrichtungen mit zwei relativ zueinander beweglichen Kolben und zwischengeschalteter Druckfeder bekannt (DE 27 17 860 C3). Der obere Kolben ist mit Steuerdruckluft und der untere Kolben mit Belastungsmedium beaufschlagbar. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Ventilkörper vollständig von den beiden Kolben gelöst und sich unabhängig von den Kolben auf- und abbewegen kann, wenn die Steuerdruckluft ausfällt. Die bei Sicherheitsventilen bekannten Maßnahmen haben zur Weiterentwicklung von Steuerventilen nichts beigetragen.

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 in dem von dem Stößelelement und dem Hülsenelement begrenzten mittleren Druckraum eine an dem Hülsenelement abgestütze Feder angeordnet ist, welche den Führungsfortsatz des Stößelelementes umgibt und das Stößelelement in Schließstellung drückt, daß der mittlere Druckraum mit der Einlaßöffnung für das Lastmedium durch eine Druckausgleichsbohrung verbunden ist, wobei das Lastmedium ständig auf eine kolbenringförmige Beaufschlagungsfläche des Stößelelementes wirkt, 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. Der Führungsfortsatz des Stößelelementes kann 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 (2)

1. Hydraulisches Steuerventil für ein Lastmedium, insbesondere für die Wasserhydraulik, mit einem Ventilgehäuse und einem kolbenschieberartigen Ventilkörper, der in einer Auskammerung des Ventilgehäuses angeordnet ist, wobei das Ventilgehäuse zumindest eine Einlaßöffnung, zumindest eine Auslaßöffnung und Bohrungen für das Lastmedium und außerdem Einlaßöffnungen, Auslaßöffnungen und Bohrungen für ein Vorsteuermedium aufweist, wobei der Ventilkörper aus einem am Ventilgehäuse abgedichteten Stößelelement und einem Hülsenelement, welches auf einem Führungsfortsatz des Stößelelementes mit Abdichtung zum Ventilgehäuse geführt ist, besteht und mit der Auskammerung drei Druckräume bildet, wobei die beiden endseitigen Druckräume mit dem Steuermedium beaufschlagbar sind und an dem Stößelelement sowie dem Hülsenelement kolbenringförmige Beaufschlagungsflächen für das Vorsteuermedium angebracht sind und wobei schließlich der Ventilkörper zusätzlich Beaufschlagungsflächen für das Lastmedium aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von dem Stößelelement (16) und dem Hülsenelement (17) begrenzten mittleren Druckraum (19) eine an dem Hülsenelement (17) abgestützte Feder (3) angeordnet ist, welche den Führungsfortsatz (18) des Stößelelementes (16) umgibt und das Stößelelement in Schließstellung drückt, daß der mittlere Druckraum (19) mit der Einlaßöffnung (4) für das Lastmedium durch eine Druckausgleichsbohrung (6) verbunden ist, wobei das Lastmedium ständig auf eine kolbenringförmige Beaufschlagungsfläche (12) des Stößelelementes (16) wirkt, und daß die Vorspannkraft der Feder (3) sowie die Beaufschlagungsfläche (12, 13) 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 der Führungsfortsatz (18) des Stößelelementes (16) mit einem Wegaufnehmer (24) verbunden ist.