DE4002755A1 - Ventilanordnung zur steuerung der zufuhr von fluid zu zwei verbrauchern - Google Patents
Ventilanordnung zur steuerung der zufuhr von fluid zu zwei verbrauchernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Steuerung
der Zufuhr von Fluid, insbesondere Hydraulikmedium, zu zwei
Verbrauchern, von denen einer ständig zugeschaltet und
einer wahlweise zuschaltbar ist.
Des öfteren ist es erwünscht, mit einer einzigen Pumpe zwei
Verbraucher bzw. zwei Verbrauchergruppen zu versorgen.
Wenn dabei nur ein Verbraucher bzw. eine Verbrauchergruppe
ständig arbeiten sollen, während der andere Verbraucher bzw.
die andere Verbrauchergruppe nur mehr oder weniger oft zuge
schaltet werden müssen, so ist es notwendig, neben der Ventil
anordnung auch die Pumpe zu steuern, um deren Förderleistung
an die jeweiligen Verbraucher anzupassen.
Aus diesem Grunde ist der notwendige Steueraufwand bisher
relativ groß.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Ventilanordnung zu
schaffen, welche sich automatisch umsteuert, sobald die
Förderleistung der Pumpe verändert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Ventilanordnung
der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß ein Steuer
kolben vom Druck einer an den Eingang der Ventilanordnung
anschließenden Kammer (Eingangskammer) gegen eine Rückstell
kraft, die den Steuerkolben in seine eine Endlage drängt,
in Richtung seiner anderen Endlage beaufschlagt wird, daß in
der einen Endlage eine gedrosselte Verbindung zwischen
Eingangskammer sowie einem Ausgang frei bleibt und der andere
Ausgang durch den Steuerkolben gegenüber der Eingangskammer
abgesperrt ist, und daß in der anderen Endlage die Verbindung
zwischen Eingangskammer und einem Ausgang verstärkt gedrosselt
und der andere Ausgang über eine Drossel an die Eingangskammer
angeschlossen ist.
Die erfindungsgemäße Ventilanordnung macht in einfachster
Weise eine vom eingangsseitigen Zufluß des Fluids bzw. Hydrau
likmediums abhängige selbsttätige Steuerung möglich. Solange
nämlich nur relativ wenig Fluid der Eingangskammer zugeführt
wird, fließt über die gedrosselte Verbindung hinreichend
Fluid bzw. Hydraulikmedium aus der Eingangskammer zum einen
Ausgang hin ab, mit der Folge, daß der Druck in der Eingangs
kammer relativ gering bleibt und der Steuerkolben von der
Rückstellkraft in seiner einen Endlage gehalten wird. Sobald
der Eingangskammer erhöhte Fluid- bzw. Hydraulikmengen zuge
führt werden, erhöht sich zwangsläufig die Druckdifferenz,
welche an der gedrosselten Verbindung zwischen der Eingangs
kammer sowie dem einen Ausgang abfällt. Aufgrund des demzu
folge ansteigenden Druckes in der Eingangskammer wird dann
der Steuerkolben gegen die Rückstellkraft in seine andere
Endlage verschoben, in der die andere Ausgangsleitung zusätz
lich über eine Drossel mit der Eingangskammer verbunden ist;
außerdem ist in dieser anderen Endlage der Drosselwiderstand
der gedrosselten Verbindung zwischen Eingangskammer und
einem Ausgang erhöht, um zu gewährleisten, daß trotz des
erhöhten Druckes in der Eingangskammer nur etwa gleich große
Fluid- bzw. Hydraulikmengen von der Eingangskammer zum einen
Eingang strömen.
Sobald die Förderleistung der Pumpe wieder zurückgestellt
wird, sinkt der Druck in der Eingangskammer ab, mit der
Folge, daß die Rückstellkraft den Steuerkolben wieder in die
eine Endlage zu schieben vermag, in der die Eingangskammer
lediglich über die gedrosselte Verbindung mit dem einen
Ausgang verbunden ist.
Um diese Rücksteuerung in die eine Endlage gegebenenfalls
noch beschleunigen zu können, kann an der anderen Ausgangs
leistung ein Absperrventil angeordnet sein, welches mit
einer Zylinderkammer verbunden ist, deren eines Ende durch
den Steuerkolben bzw. ein Steuerkolbenteil mit größerem
Durchmesser abgeschlossen ist. Dieses Absperrventil kann
beim Zurücksteuern der Pumpenleistung kurzzeitig geöffnet
werden, mit der Folge, daß in der genannten Zylinderkammer
ein ähnlicher Druck wie in der anderen Ausgangsleitung
wirksam ist und die auf dem Steuerkolben einwirkende Rück
stellkraft - in der Regel eine Schraubendruckfeder - unter
stützt, um den Steuerkolben schnellstens in seine eine
Endlage zu schieben.
Danach kann das Absperrventil wieder geschlossen werden.
Im übrigen kann die genannte Zylinderkammer über eine den
Steuerkolben axial durchsetzende Drosselleitung mit der
einen Ausgangsleitung verbunden sein, um zu gewährleisten,
daß bei Verschiebung des Steuerkolbens in die andere Endlage
das Fluid- bzw. Hydraulikmedium aus der genannten Zylinder
kammer verdrängt werden kann.
Darüber hinaus bewirkt diese Drosselleitung, daß in der
genannten Zylinderkammer etwa gleicher Druck wie in der einen
Ausgangsleitung vorliegt, wenn der Steuerkolben bei geringer
Pumpenleistung seine eine Endlage einnimmt. Auf diese Weise
kann diese eine Endlage zusätzlich zu der Rückstellkraft
durch fluidische Kräfte gesichert werden.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfin
dung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung
einer vorteilhaften Ausführungsform anhand der Zeichnung
verwiesen.
Dabei zeigt die einzige Figur einen Längsschnitt der erfin
dungsgemäßen Ventilanordnung, wobei der Steuerkolben seine
zweite Endlage einnimmt, in der beide Ausgangsleitungen mit
dem Eingang kommunizieren.
Die erfindungsgemäße Ventilanordnung besitzt ein Gehäuse 1
mit einer Längsbohrung 2, welche an ihrem in der Zeichnung
rechten Ende einen Gewindeabschnitt aufweist. An ihrem linken
Ende geht die Längsbohrung 2 unter Bildung einer Ringstufe
in einen weiteren Gewindeabschnitt über, welcher im Vergleich
zur Längsbohrung 2 einen größeren Durchmesser hat.
In den Gewindeabschnitt am rechten Ende der Längsbohrung 2
ist ein Verschlußteil 3 eingeschraubt, wobei ein Dichtring 4
zwischen einem Flansch des Verschlußteiles 2 und der zuge
wandten Stirnseite des Gehäuses 1 eingespannt ist.
In den anderen Gewindeabschnitt der Längsbohrung 2 ist ein
Rohrstück 5 eingeschraubt, wobei im Außenumfang des Rohr
stückes 5 eine Nut zur Aufnahme eines Dichtringes 6 angeordnet
ist, welcher den Ringspalt zwischen dem Endbereich der Längs
bohrung 2 und dem Außenumfang des Rohrstückes 5 abdichtet.
Im übrigen dient das Rohrstück 5 zusammen mit der Stufe 2′
der Längsbohrung 2 zur axialen Halterung eines in die Längs
bohrung 2 eingesetzten Bodenteiles 7, welches mit einem
flanschartigen Kragen innerhalb der von der Stufe 2′ und der
zugewandten Stirnseite des Rohrstückes 5 gebildeten Ringnut
gehaltert ist. Das Bodenteil 7 ist mit einem Dichtring 8
gegenüber der Wandung der Längsbohrung 2 abgedichtet.
Im übrigen besitzt das Bodenteil 7 eine Mittelöffnung 7′,
deren Zweck weiter unten erläutert wird.
Des weiteren sind im Gehäuse 1 zur Längsbohrung 2 radiale
Querbohrungen 9 und 10 angeordnet. Dabei mündet die Quer
bohrung 9 nahe des Bodenteiles 7 in die Längsbohrung 2.
Die Querbohrung 10 weist vom Bodenteil 7 einen größeren
Abstand als die Querbohrung 9 auf und ist mit der Längs
bohrung 10 über eine Drosselblende 11 verbunden, welche als
Teil des Gehäuses 1 ausgebildet sein kann.
Innerhalb der Längsbohrung 2 ist ein Steuerkolben 12 axial
verschiebbar angeordnet, welcher von einer Schraubendruck
feder 13 beaufschlagt wird, die ihrerseits zwischen dem
Verschlußteil 3 und dem Steuerkolben 12 eingespannt ist.
Der Steuerkolben 12 besitzt einen dem Durchmesser der
Längsbohrung 2 angepaßten ersten Abschnitt 12′, der mit
einer Axialbohrung mit relativ großem Querschnitt zur
Aufnahme der Schraubendruckfeder 13 versehen ist. An dem
Abschnitt 12′ schließt sich nach links ein im Durchmesser
verminderter Abschnitt 12′′ an, der mit einer axialen Gewinde
bohrung versehen ist. In diese Gewindebohrung ist ein die
zentrale Öffnung des Bodenteiles 7 durchsetzender Abschnitt
12′′′ eingeschraubt, welcher auf der linken Seite des Boden
teiles 7 einen flanschartigen Kragen 12″″ aufweist. Dement
sprechend wird die axiale Beweglichkeit des Steuerkolbens 12
innerhalb der Längsbohrung 2 durch die Stufen begrenzt, die
zwischen den Abschnitten 12′′ und 12″″ und dem Abschnitt 12′′′
und dem Kragen 12′′′ gebildet werden und mit den jeweils
zugewandten Stirnseiten des Bodenteiles 7 nach Art von
Anschlägen zusammenwirken.
Die genannten Stufen des Steuerkolbens 12 sowie die damit
anschlagähnlich zusammenwirkenden Stirnseiten des Bodenteiles
7 sind ebenso wie der Außenumfang des Abschnittes 12′′′ des
Steuerkolbens 12 und der Innenumfang der Zentralbohrung 7′ des
Bodenteiles 7 so ausgebildet, daß der Innenraum 14 der
Längsbohrung 2 in allen Stellungen des Steuerkolbens 12
mit dem Innenraum des Rohrstückes 5 - gedrosselt - verbunden
bleibt, wobei diese Drosselverbindung in der in der Zeichnung
dargestellten rechten Endlage des Steuerkolbens 12 einen
geringeren Querschnitt als in der anderen Endlage aufweist.
Im Steuerkolben 12 kann noch eine axiale Drosselleitung 15
angeordnet sein, welche den Raum zwischen Steuerkolben 12
und Verschlußteil 3 mit dem Rohrstück 5 verbindet.
Der Raum zwischen dem Steuerkolben 12 und dem Verschlußteil 3
kann über eine Gehäuseleitung 16, welche mittels eines elektro
magnetischen Absperrventiles 17 steuerbar ist, mit der Quer
bohrung 10 verbunden sein.
Die dargestellte Ventilanordnung funktioniert wie folgt:
Die Querbohrung 9 bildet den Eingang der Ventilanordnung und ist mit einer nicht dargestellten Pumpe verbunden, die von einer Betriebsart für geringe Fördermenge auf eine Betriebs art für hohe Fördermenge umgeschaltet werden kann.
Die Querbohrung 9 bildet den Eingang der Ventilanordnung und ist mit einer nicht dargestellten Pumpe verbunden, die von einer Betriebsart für geringe Fördermenge auf eine Betriebs art für hohe Fördermenge umgeschaltet werden kann.
Das Rohrstück 5 bildet den ersten Ausgang der Ventilanordnung
und ist mit einem ersten Verbraucher verbunden, der ständig
mit Hydraulikmedium versorgt werden soll.
Die Querbohrung 10 bildet den zweiten Ausgang der Ventilanord
nung und ist mit einem weiteren Verbraucher verbunden, dem
jeweils nur zeitweise Hydraulikmedium, dann aber in größeren
Mengen, zugeführt werden muß.
Zunächst möge die Pumpe in ihrer Betriebsweise für geringe
Fördermenge arbeiten. Dabei kann sich im Innenraum 14
der Längsbohrung 2 nur ein vergleichsweise geringer Druck
aufbauen, weil immer hinreichend viel Hydraulikmedium
über die Zentralbohrung 7′ im Bodenteil 7 zum ersten
Verbraucher abströmt. Aufgrund des geringen hydraulischen
Druckes im Innenraum 14 wird der Steuerkolben 12 von der
Schraubendruckfeder 13 in seiner (nicht dargestellten)
linken Endlage gehalten, bei der der erste Abschnitt 12′
des Steuerkolbens 12 die Drosselblende 11 der Querbohrung 10
überdeckt, so daß dieselbe vom Innenraum 14 der Längsbohrung 2
abgetrennt bleibt.
Im übrigen pflanzt sich der hydraulische Druck, welcher
innerhalb des Rohrstückes 5 vorliegt, über die Drosselleitung
15 im Steuerkolben 12 auch in den Raum zwischen Steuerkolben
12 und Verschlußteil 3 fort, so daß die Schraubendruckfeder 13
zusätzlich von hydraulischen Kräften unterstützt wird, die
den Steuerkolben 12 nach links zu schieben suchen.
Wird nun die Pumpe auf die Betriebsweise für große Förder
mengen geschaltet, so steigt die Druckdifferenz zwischen dem
Druck im Innenraum 14 der Längsbohrung 2 und dem Druck im
Rohrstück 5 stark an, weil die Verbindung zwischen dem
Innenraum 14 und dem Rohrstück 5 ausgeprägte Drosselwirkung
hat. Dementsprechend erhöht sich der Druck im Innenraum 14,
mit der Folge, daß der Steuerkolben 12 in die dargestellte
rechte Endlage verschoben wird, in der der Innenraum 14 der
Längsbohrung 2 über die Drosselblende 11 mit der Querbohrung
10 verbunden ist. Dementsprechend wird nun auch der zweite
Verbraucher mit Hydraulikmedium versorgt.
Die Drosselwiderstände der Drosselblende 11 sowie der Verbin
dung zwischen dem Innenraum 14 und dem Rohrstück 5 sind so
bemessen, daß der sich beim Betrieb der Pumpe mit hohem Förder
strom im Innenraum 14 einstellende Druck ausreicht, den Steuer
kolben 12 in der dargestellten rechten Endlage zu halten.
Da der zwischen dem Innenraum 14 und dem Rohrstück 5 zum
Durchtritt von Hydraulikmedium zur Verfügung stehende Drossel
querschnitt in dieser rechten Endlage des Steuerkolbens 12
geringer ist als in der anderen Endlage, ist gleichzeitig
gewährleistet, daß dem ersten Verbraucher trotz des nunmehr
erhöhten Druckes im Innenraum 14 etwa gleich viel Hydraulik
medium zugeführt wird, wie bei auf geringe Fördermenge
eingestellter Pumpe.
Sobald die Pumpe wiederum von ihrem Betrieb für hohe Förder
menge auf den Betrieb für geringe Fördermenge zurückgeschaltet
wird, sinkt der Druck im Innenraum 14 ab, mit der Folge, daß
der Steuerkolben 12 wiederum in seine linke Endlage geschoben
wird und nur noch der erste Verbraucher Hydraulikmedium
erhält.
Die letztgenannte Verschiebung des Steuerkolbens 12 kann
gegebenenfalls noch dadurch beschleunigt werden, daß das
Absperrventil 17 bei Zurückschaltung der Pumpe kurzzeitig
geöffnet wird, um den relativ hohen Druck in der Querbohrung
10 auch auf die dem Verschlußteil 3 zugewandte Stirnseite
des Steuerkolbens 12 einwirken zu lassen.
Dies ist insbesondere dann zweckmäßig und vorteilhaft, wenn
an die Querbohrung 10 ein größerer Speicher angeschlossen
ist, der von Zeit zu Zeit nachgeladen werden soll. Sobald
dieser Speicher seine maximale Ladekapazität für Hydraulik
medium erreicht hat, steigt der hydraulische Druck in der
Bohrung 10 weiter mit hoher Förderleistung der Pumpe
relativ stark an. Durch kurzzeitiges Öffnen des Sperrventiles
12 kann dann dieser relativ hohe Druck zur schnellen Verschie
bung des Steuerkolbens 12 ausgenutzt werden, wobei gleichzeitig
eine schnelle Absperrung der Querbohrung 10 gegenüber der
Längsbohrung 2 erfolgt und eine unerwünschte Entladung des
Speichers vermieden wird.
Durch die Drosselleitung 15 im Steuerkolben 12 ist gewähr
leistet, daß der Raum zwischen Steuerkolben 12 und Verschluß
teil 3 vom Druck entlastet werden kann bzw. das Hydraulik
medium aus diesem Raum bei Verschiebung des Steuerkolbens 12
zum Rohrstück 5 hin verdrängt werden kann.
Abweichend von der dargestellten Ausführung kann der Kragen
12′′′′ des Steuerkolbens 12 in dessen rechter Endlage auch
dichtend mit dem Bodenteil 7 zusammenwirken. In diesem Falle
wird dann in der rechten Endlage des Steuerkolbens 12 die
Verbindung zwischen dem Rohrstück 5 und dem Raum 14 durch
eine Drosselbohrung gewährleistet, die am Abschnitt 12′′′
des Steuerkolbens 12 quer zur Kolbenachse angeordnet ist
und in die Axialbohrung 15 mündet.
Claims (7)
1. Ventilanordnung zur Steuerung der Zufuhr von Fluid,
insbesondere Hydraulikmedium, zu zwei Verbrauchern, von
denen einer ständig zugeschaltet und einer wahlweise
zuschaltbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Steuerkolben (12) vom Druck einer an den Eingang (9) der Ventilanordnung anschließenden Eingangskammer (14) gegen eine Rückstellkraft (Feder 13), die den Steuerkolben (12) in seine eine Endlage drängt, in Richtung seiner anderen Endlage beaufschlagt wird,
daß in der einen Endlage eine gedrosselte Verbindung zwischen Eingangskammer (14) sowie einem Ausgang (5) frei bleibt und der andere Ausgang (10) durch den Steuerkolben (12) gegenüber der Eingangskammer (14) abgesperrt ist, und
daß in der anderen Endlage die Verbindung zwischen Eingangskammer (14) und dem einen Ausgang (5) verstärkt gedrosselt und der andere Ausgang (10) über eine Drossel (11) an die Eingangskammer (14) angeschlossen ist.
daß ein Steuerkolben (12) vom Druck einer an den Eingang (9) der Ventilanordnung anschließenden Eingangskammer (14) gegen eine Rückstellkraft (Feder 13), die den Steuerkolben (12) in seine eine Endlage drängt, in Richtung seiner anderen Endlage beaufschlagt wird,
daß in der einen Endlage eine gedrosselte Verbindung zwischen Eingangskammer (14) sowie einem Ausgang (5) frei bleibt und der andere Ausgang (10) durch den Steuerkolben (12) gegenüber der Eingangskammer (14) abgesperrt ist, und
daß in der anderen Endlage die Verbindung zwischen Eingangskammer (14) und dem einen Ausgang (5) verstärkt gedrosselt und der andere Ausgang (10) über eine Drossel (11) an die Eingangskammer (14) angeschlossen ist.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerkolben (12) einen ersten Abschnitt (12′) mit großem Durchmesser und einen zweiten Abschnitt (12′′′) mit kleinerem Durchmesser besitzt,
daß der Steuerkolben (12) mit seinem ersten Abschnitt (12′) in einem entsprechenden Zylinder (2) und mit dem zweiten Abschnitt (12′′′) in einer Bohrung (7′) in einem Bodenteil (7) des Zylinders (2) geführt ist,
daß ein zwischen der Innenwandung des Zylinders (2) und dem Außenumfang des zweiten Abschnittes (12′′′) axial zwischen dem Bodenteil (7) und dem ersten Abschnitt (12′) verbleibender Ringraum (14) als Eingangskammer in allen Stellungen des Steuerkolbens (12) mit dem seitlich in den Zylinder (2) einmündenden Eingang (9) verbunden und durch das Bodenteil (7) von einem an den einen Ausgang (5) getrennt ist,
daß der erste Abschnitt (12′) in der einen Endlage eine Drosselöffnung (11) zum zweiten Ausgang (10) überdeckt bzw. abschließt sowie in der anderen Endlage freigibt, und daß bei Verschiebung des zweiten Abschnittes (12′′′) unterschied lich gedrosselte Verbindungswege zwischen der Eingangskammer (14) und dem einen Ausgang (5) freigegeben werden.
daß der Steuerkolben (12) einen ersten Abschnitt (12′) mit großem Durchmesser und einen zweiten Abschnitt (12′′′) mit kleinerem Durchmesser besitzt,
daß der Steuerkolben (12) mit seinem ersten Abschnitt (12′) in einem entsprechenden Zylinder (2) und mit dem zweiten Abschnitt (12′′′) in einer Bohrung (7′) in einem Bodenteil (7) des Zylinders (2) geführt ist,
daß ein zwischen der Innenwandung des Zylinders (2) und dem Außenumfang des zweiten Abschnittes (12′′′) axial zwischen dem Bodenteil (7) und dem ersten Abschnitt (12′) verbleibender Ringraum (14) als Eingangskammer in allen Stellungen des Steuerkolbens (12) mit dem seitlich in den Zylinder (2) einmündenden Eingang (9) verbunden und durch das Bodenteil (7) von einem an den einen Ausgang (5) getrennt ist,
daß der erste Abschnitt (12′) in der einen Endlage eine Drosselöffnung (11) zum zweiten Ausgang (10) überdeckt bzw. abschließt sowie in der anderen Endlage freigibt, und daß bei Verschiebung des zweiten Abschnittes (12′′′) unterschied lich gedrosselte Verbindungswege zwischen der Eingangskammer (14) und dem einen Ausgang (5) freigegeben werden.
3. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Umfang des zweiten Abschnittes (12′′′)
und dem Innenumfang der Bohrung (7′) im Bodenteil (7) ein
gedrosselter Durchlaß verbleibt.
4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß am zweiten Abschnitt (12′′′) beidseitig des Bodenteiles (7)
Ringstufen angeordnet sind, welche die beiden Endlagen des
Steuerkolbens (12) begrenzen, wobei an den Ringstufen bzw.
den zugewandten Seiten des Bodenteiles (7) Ausnehmungen
angeordnet sind, die mit dem gedrosselten Durchlaß verbunden
sind.
5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß je nach Stellung des zweiten Abschnittes (12′′′)
relativ zum Bodenteil (7) unterschiedliche, den zweiten
Abschnitt (12′′′) durchsetzende Drosselkanäle zwischen
Eingangskammer (14) und dem einen Ausgang (5) freigegeben
sind.
6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein den Steuerkolben (12) axial durchsetzender
Drosselkanal (15) vorhanden ist.
7. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der andere Ausgang (10) über ein Absperrventil (17)
mit einer Zylinderkammer verbunden ist, deren eines Ende
durch den Steuerkolben (12) bzw. dessen ersten Abschnitt (12′)
abgeschlossen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19904002755 DE4002755C2 (de) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | Ventilanordnung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19904002755 DE4002755C2 (de) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | Ventilanordnung |
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Publication Number | Publication Date |
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DE4002755A1 true DE4002755A1 (de) | 1991-08-01 |
DE4002755C2 DE4002755C2 (de) | 1994-08-11 |
Family
ID=6399099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19904002755 Expired - Fee Related DE4002755C2 (de) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | Ventilanordnung |
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