DE4413216A1 - Hydraulic multi=way valve - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Wegeventil nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.The invention is based on a hydraulic directional valve after specified in the preamble of claim 1 Genus.
Aus der DE 37 37 392 A1 ist bereits ein hydraulisches Wegeventil in einer Bauart als proportional arbeitendes, 4/3-Ventil mit einem in Mittelstellung federzentrierten Längsschieber bekannt, wobei die Steuerkanten am Längsschieber die beiden Motorkammern und die mit ihm verbundenen Arbeitsanschlüsse A bzw. B hydraulisch blockieren. Um hier eine unerwünschte Drift eines angeschlossenen Hydromotors infolge von Lecköl zu verhindern, ist eine zusätzliche Einrichtung zur dosierten Entlastung der Motorkammern vorgesehen. Zu diesem Zweck sind im Längsschieber quer und längs verlaufende Bohrungen vorgesehen, über welche jede Motorkammer in Mittelstellung des Längsschiebers zur angrenzenden Rücklaufkammer Verbindung hat, wobei jedoch am Längsschieber im Abstand von der Hauptsteuerkante eine zusätzliche Hilfssteuerkante erforderlich ist. Bei derartigen Wegeventilen wird neben der Einsatzbedingung, die Drift eines Hydromotors zu verhindern, auch häufig gefordert, daß ein Hydromotor unter Last abgebremst werden kann. Um die letztgenannte Einsatzbedingung zu erfüllen, wird an möglichst kleinen Drosselflächen eine möglichst hohe Druckdifferenz erzeugt, um so ein sanftes Umschalten einer Last zu ermöglichen.DE 37 37 392 A1 already has a hydraulic one Directional control valve in one design as a proportional, 4/3 valve with a spring centered in the middle position Longitudinal slide known, the control edges on Longitudinal slide the two engine chambers and the one with it connected working ports A or B hydraulically To block. To get an unwanted drift here connected hydraulic motor due to leakage oil prevent is an additional device for metered Relief of the engine chambers provided. For this purpose in the longitudinal slide transverse and longitudinal bores provided, through which each motor chamber in the middle position of the longitudinal slide to the adjacent return chamber Connection has, but on the longitudinal slide at a distance of an additional auxiliary control edge for the main control edge is required. With such directional valves, in addition to the Operating condition to prevent the drift of a hydraulic motor, also often required that a hydraulic motor under load can be slowed down. To the latter To meet the conditions of use is as small as possible Throttle surfaces generate the highest possible pressure difference, to allow a load to switch smoothly.
Um solche Einsatzbedingungen zu erfüllen, ist es auch schon bekannt, bei dem vorbekannten Wegeventil eine andere Einrichtung zur dosierten Entlastung der Motorkammern zu verwenden. Dabei wird anstelle der leckölabführenden Bohrungen im Längsschieber eine kleine, zusätzliche, leckölabführende Entlastungskerbe verwendet, die vorne an der halbkreisförmigen Hauptsteuerkerbe auf der Ablaufseite angeordnet ist und die über die zugeordnete Steuerkante am Gehäusesteg in die Motorkammer hineinragt, so daß in der Mittelstellung des Längsschiebers eine Leckölabführung möglich ist. Diese letztgenannte Einrichtung hat den Vorteil, daß sie bei geringerem Aufwand mit nur einer einzigen Steuerkante auskommt. Alle diese vorbekannten Bauarten von Wegeventilen haben den Nachteil, daß bei dieser Anordnung der Hauptsteuerkerben in Verbindung mit der Einrichtung zur dosierten Entlastung der Motorkammern in Mittelstellung des Längsschiebers kein Schaltübergang mit Absperrfunktion stattfinden kann. Wird hier zum Beispiel zum Entlasten einer Motorkammer der Längsschieber mit seiner ablaufseitigen Hauptsteuerkerbe in die Motorkammer hineinbewegt, so bleibt der leckölabführende Volumenstrom erhalten und wird ohne Unterbrechung in den Volumenstrom über die Hauptsteuerkerbe übergeführt. Dies kann bei Verwendung des Wegeventils in Regelkreisen von Nachteil sein, da keine hydraulische Einspannung eines Hydromotors möglich ist. Auch sind hier keine speziellen Schaltübergänge realisierbar, wenn zum Beispiel in Übergangsstellung die Druckentlastung eines Arbeitsanschlusses zum Tankanschluß erwünscht ist.To meet such conditions of use, it is already known, with the previously known directional valve another Device for the metered relief of the engine chambers use. In this case, instead of the drainage agent Holes in the longitudinal slide a small, additional, leakage-relieving relief notch used at the front the semicircular main control notch on the drain side is arranged and on the assigned control edge on Housing web protrudes into the motor chamber, so that in the Leakage oil drainage in the middle position of the longitudinal slide is possible. This latter institution has the Advantage that it can be done with less effort with only one single control edge gets along. All of these previously known Types of directional control valves have the disadvantage that with this Arrangement of the main tax notches in connection with the Device for the metered relief of the engine chambers in Middle position of the longitudinal slide no switching transition with Shutdown function can take place. For example, here Relieve a motor chamber of the longitudinal slide with its main control notch in the engine chamber moved in, so the leakage-discharging volume flow remains obtained and is without interruption in the volume flow transferred over the main tax notch. This can happen with Use of the directional valve in control loops is disadvantageous because there is no hydraulic clamping of a hydraulic motor is possible. There are no special switching transitions here either feasible if, for example, in the transition position Pressure relief of a working connection to the tank connection is desired.
Das erfindungsgemäße hydraulische Wegeventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß unter Beibehaltung der Entlastung zur Leckölabführung in der federzentrierten Mittelstellung des Längsschiebers nun in den Schaltübergangsstellungen verschiedene Übergangsverhalten realisiert werden können. Insbesondere lassen sich Schaltübergangsstellungen mit Sperrfunktion erreichen, wodurch ein angeschlossener Hydromotor hydraulisch eingespannt werden kann und sich damit eine hohe Steifigkeit und eine bessere Dynamik im System erzielen läßt. Die Hauptsteuerkerben und die Entlastungsausnehmungen sind räumlich getrennt voneinander angeordnet und lassen sich dadurch leichter herstellen. Die Sperrfunktion läßt sich für einen einzelnen Arbeitsanschluß oder auch gleichzeitig für beide Arbeitsanschlüsse erreichen. Ferner kann die Sperrfunktion nur in einer einzelnen Schaltübergangsstellung auf einer Seite der Mittelstellung ausgeführt werden oder auch bei Bedarf auf beiden Seiten der Mittelstellung eingerichtet werden. Die Sperrfunktion in der Schaltübergangsstellung läßt sich auch vorteilhaft beim Steuern von kleinen Volumenströmen anwenden, weil beim Auslenken der Längsschieber die Entlastungsausnehmung absperrt, bevor die den Volumenstrom bestimmende Hauptsteuerkerbe zu öffnen beginnt. Der Längsschieber selbst weist nun keine Entlastungsrillen mehr auf; der Überdeckungsbereich kann relativ größer ausgelegt werden. Durch die Anordnung der Entlastungsrille im Gehäusesteg kann diese nun im Zusammenwirken mit der Entlastungsausnehmung im Längsschieber die Funktion einer Steuerkante übernehmen. Die Entlastungsausnehmungen im Längsschieber lassen sich relativ wirtschaftlich herstellen, so daß keine Verbindungsbohrungen im Längsschieber selbst erforderlich sind.The hydraulic directional valve according to the invention with the characteristic features of claim 1 has in contrast the advantage that while maintaining the discharge to Drain oil drain in the spring-centered middle position of the Longitudinal slide now in the switching transition positions different transition behavior can be realized. In particular, switching transition positions can be used Achieve locking function, whereby a connected Hydraulic motor can be clamped hydraulically and itself thus high rigidity and better dynamics in the System can be achieved. The main tax notches and the Relief recesses are spatially separated from one another arranged and can thus be manufactured more easily. The Locking function can be used for a single work connection or simultaneously for both work connections to reach. Furthermore, the locking function can only be in one individual switching transition position on one side of the Middle position can be carried out or if necessary on both sides of the middle position. The Locking function in the switching transition position can also be advantageous when controlling small volume flows apply because when deflecting the longitudinal slide Closure relief cut off before the volume flow main tax notch begins to open. Of the Longitudinal slide itself no longer has any relief grooves on; the coverage area can be made relatively larger become. By arranging the relief groove in Housing bridge can now do this in cooperation with the Relief recess in the longitudinal slide the function of Take control edge. The relief recesses in the Longitudinal slides can be manufactured relatively economically, so that no connecting holes in the longitudinal slide itself required are.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen hydraulischen Wegeventils möglich. So läßt sich die Schaltübergangsstellung mit Sperrfunktion sowohl einseitig als auch beidseitig neben einer Mittelstellung anordnen. Eine Ausbildung nach den Ansprüchen 5 bis 8 begünstigt eine kompakte, relativ einfache und wirksame Ausbildung und Anordnung der Steuerelemente. Die paarweise und diametrale Anordnung der Steuerelemente am Schieber begünstigt dessen dynamisches Verhalten, insbesondere den Kraftausgleich. Das Wegeventil läßt sich sowohl als direkt gesteuertes wie auch als vorgesteuertes Proportional-Wegeventil ausbilden.By the measures listed in the subclaims advantageous further developments and improvements of the Claim 1 specified hydraulic directional valve possible. So can be the switching transition position with locking function both on one side and on both sides next to one Arrange middle position. Training according to the requirements 5 to 8 favors a compact, relatively simple and effective training and arrangement of the controls. The in pairs and diametrical arrangement of the controls on Slider favors its dynamic behavior, especially the balancing of forces. The directional valve can be both as directly controlled and as piloted Design proportional directional control valve.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenSeveral embodiments of the invention are in the Drawing shown and in the description below explained in more detail. Show it
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes hydraulisches Wegeventil, Fig. 2 eine Ansicht des Längsschiebers im Wegeventil nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 einen Querschnitt durch den Steuerschieber nach III-III, Fig. 4 die Einzelheit X nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, zur Erläuterung der Verhältnisse an einer Ablaufsteuerkante, Fig. 5 eine Volumenstromkennlinie für die Ablaufsteuerkante nach Fig. 4, Fig. 6 als Vergleich zu Fig. 5 eine entsprechende Volumenstromkennlinie für den vorbekannten Stand der Technik, Fig. 7 das Schaltsymbol für das Wegeventil nach Fig. 1 und Fig. 8 das zugehörige Diagramm mit Volumenstromkennlinien. Die Fig. 9 und 10 zeigen von einem zweiten Ausführungsbeispiel des Wegeventils entsprechend den Fig. 7 bzw. 8 das jeweilige Schaltsymbol und das zugehörige Diagramm mit Volumenstromkennlinien, Fig. 11 bzw. 12 zeigen in entsprechender Weise ein drittes Ausführungsbeispiel und Fig. 13 bzw. 14 ein viertes Ausführungsbeispiel des Wegeventils; Fig. 15 zeigt das Schaltsymbol von einem fünften Ausführungsbeispiel. Fig. 1 a longitudinal section through an inventive hydraulic directional control valve, Fig. 2 is a view of the longitudinal slide in the directional valve according to Fig. 1 in an enlarged scale, Fig. 3 is a cross-sectional view of the spool according to III-III, Fig. 4 shows the detail X of FIG. 1 on an enlarged scale, to explain the conditions on a drain control edge, FIG. 5 shows a volume flow characteristic for the drain control edge according to FIG. 4, FIG. 6 as a comparison to FIG. 5 shows a corresponding volume flow characteristic for the prior art, FIG. 7 shows the circuit symbol for the directional control valve of FIG. 1 and FIG. 8, the corresponding diagram with flow characteristics. FIGS. 9 and 10 of a second embodiment of the directional control valve shown in FIGS. 7 and 8, the respective switching symbol and the corresponding diagram with flow characteristics, Fig. 11 and 12 show in a corresponding manner a third embodiment and FIG. 13 or 14 shows a fourth exemplary embodiment of the directional valve; Fig. 15 shows the circuit symbol of a fifth embodiment.
Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein hydraulisches Wegeventil 10, das hier im wesentlichen als 4/3-Ventil mit elektromagnetischer Betätigung und in einstufiger Bauweise ausgeführt ist und als proportional arbeitendes Wegeventil betrieben wird. Fig. 1 shows a longitudinal section through a hydraulic directional control valve 10 , which is designed here essentially as a 4/3-way valve with electromagnetic actuation and in a single-stage construction and is operated as a proportional directional control valve.
Das Wegeventil 10 hat in an sich bekannter Weise in einem Gehäuse 11 eine durchgehende Schieberbohrung 12, in der ein Längsschieber 13 dicht und gleitend geführt ist. In der Schieberbohrung 12 sind durch ringförmige Erweiterungen Kammern ausgebildet, von denen eine mittig liegende Zulaufkammer 14 mit einem Zulaufanschluß P verbunden ist. Beiderseits neben der Zulaufkammer 14 sind eine erste (15) bzw. eine zweite Motorkammer 16 ausgebildet, die mit den Arbeitsanschlüssen A bzw. B verbunden sind. Neben diesen Motorkammern 15, 16 sind in der Schieberbohrung 12 eine erste (17) bzw. zweite Rücklaufkammer 18 angeordnet, die durch einen Querkanal 19 miteinander in Verbindung stehen und gemeinsam mit einem Tankanschluß T Verbindung haben. The directional control valve 10 has, in a manner known per se, a through slide bore 12 in a housing 11 , in which a longitudinal slide 13 is tightly and slidably guided. Chambers are formed in the slide bore 12 by annular extensions, of which a centrally located inlet chamber 14 is connected to an inlet connection P. A first ( 15 ) and a second motor chamber 16 , which are connected to the working connections A and B, are formed on both sides next to the inlet chamber 14 . In addition to these motor chambers 15 , 16 , a first ( 17 ) or second return chamber 18 are arranged in the slide bore 12 , which are connected to one another by a transverse channel 19 and have a connection together with a tank connection T.
Ferner sind im Gehäuse 11 in der Schieberbohrung 12 nach außen hin Federräume 21, 22 angeordnet, welche über einen Druckausgleichskanal 23 miteinander verbunden sind. Der Längsschieber 13 ragt mit seinen beiden stirnseitigen Enden in diese Federräume 21, 22, in denen in an sich bekannter Weise eine aus Federn 24 und Federtellern 25 bestehende, doppeltwirkende Rückholeinrichtung 26 untergebracht ist, die den Längsschieber 13 in der gezeichneten Mittelstellung 27 zentriert. Zur Auslenkung des Längsschiebers 13 aus der Mittelstellung 27 nach beiden Seiten sind an beiden Stirnseiten des Gehäuses 11 zwei proportional arbeitende Magnete 28 bzw. 29 angebaut, die beide über ein gemeinsames elektronisches Steuergerät 31 ansteuerbar sind. Durch eine Verdrehsicherung 32 wird der Längsschieber 13 in seiner Drehlage gesichert.Furthermore, spring spaces 21 , 22 are arranged in the housing 11 in the slide bore 12 , which are connected to one another via a pressure compensation channel 23 . The longitudinal slide 13 protrudes with its two ends into these spring spaces 21 , 22 , in which a double-acting return device 26 consisting of springs 24 and spring plates 25 is accommodated in a manner known per se, which centers the longitudinal slide 13 in the center position 27 shown . In order to deflect the longitudinal slide 13 from the central position 27 to both sides, two proportionally working magnets 28 and 29 are attached to both ends of the housing 11 , both of which can be controlled by a common electronic control unit 31 . The longitudinal slide 13 is secured in its rotational position by an anti-rotation device 32 .
In dem Gehäuse 11 ist die erste Motorkammer 15 durch einen ersten Gehäusesteg 33 von der ersten Rücklaufkammer 17 und durch einen zweiten Gehäusesteg 34 von der Zulaufkammer 14 getrennt. An diesem ersten Gehäusesteg 33 ist eine erste Steuerkante 35 gehäusefest ausgebildet, welche der Steuerung der Verbindung A nach T zugeordnet ist. Am zweiten Gehäusesteg 34 ist eine zweite Steuerkante 36 ausgebildet, welche zur Steuerung der Verbindung von P nach A dient. Da das Wegeventil 10 für seine doppeltwirkende Funktion symmetrisch ausgebildet ist, wird die zweite Motorkammer 16 in entsprechender Weise von einem dritten bzw. vierten Gehäusesteg 37, 38 begrenzt. An diesen Gehäusestegen 37, 38 ist eine dritte Steuerkante 39 bzw. vierte Steuerkante 40 angeordnet.In the housing 11, the first motor chamber 15 is separated by a first housing web 33 from the first return chamber 17 and by a second housing web 34 from the feed chamber fourteenth A first control edge 35 , which is assigned to the control of the connection A to T, is formed fixed to the housing on this first housing web 33 . A second control edge 36 , which serves to control the connection from P to A, is formed on the second housing web 34 . Since the directional valve 10 is symmetrical for its double-acting function, the second motor chamber 16 is delimited in a corresponding manner by a third or fourth housing web 37 , 38 . A third control edge 39 or fourth control edge 40 is arranged on these housing webs 37 , 38 .
Die Fig. 2 zeigt nun in vergrößertem Maßstab den Längsschieber 13, der entsprechend den vier gehäusefesten Steuerkanten 35, 36, 39, 40 vier Kolbenabschnitte 41 bis 44 aufweist, an denen zur Steuerung des Arbeitsanschlusses A eine erste Zulaufsteuerkante 45 am Kolbenabschnitt 42 sowie eine erste Ablaufsteuerkante 46 am ersten Kolbenabschnitt 41 angeordnet sind. Sinngemäß dazu sind zur Steuerung des Arbeitsanschlusses B am Kolbenabschnitt 44 eine zweite Zulaufsteuerkante 47 und am Kolbenabschnitt 43 eine zweite Ablaufsteuerkante 48 ausgebildet. Wie die Fig. 2 in Verbindung mit dem Querschnitt nach Fig. 3 näher zeigt, sind die Zulauf- und Ablauf-Steuerkanten 45 bis 48 jeweils als halbkreisförmige Hauptsteuerkerben 49 ausgebildet, die an den Kolbenabschnitten 41 bis 44 jeweils paarweise und diametral zueinander angeordnet sind. Ferner ist an dem ersten Kolbenabschnitt 41 im Abstand von der ablaufseitigen Hauptsteuerkerbe 49 eine etwa napfförmig ausgebildete Entlastungsausnehmung 51 angeordnet, die - wie Fig. 3 näher zeigt - ebenfalls paarweise und diametral angeordnet sind. Die Entlastungsausnehmung 51 ist allseitig von der zylindrischen Mantelfläche 52 des Kolbenabschnittes 41 umgeben. Entsprechend der symmetrischen Ausbildung des Längsschiebers 13 weist der dritte Kolbenabschnitt 43 eine entsprechend angeordnete zweite Entlastungsausnehmung 53 auf. Wie die Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 näher zeigt, ist der Längsschieber 13 mit positiver Überdeckung ausgeführt; im einzelnen sind die erste Motorkammer 15 durch das ablaufseitige Steuerkantenpaar 46, 35, sowie das zulaufseitige Steuerkantenpaar 45, 36 hydraulisch blockiert; die zweite Motorkammer 16 ist durch die Steuerkantenpaare 48, 39 bzw. 47, 40 abgesperrt, so daß auch die Zulaufkammer 14 hydraulisch blockiert ist. Darüberhinaus weist das Wegeventil 10 trotz der positiven Überdeckung seiner Hauptsteuerkerben 49 eine Einrichtung 55 zur dosierten Entlastung der Motorkammern 15 bzw. 16 zu den Rücklaufkammern 17 bzw. 18 auf, um eine Leckölabführung zu ermöglichen. Da diese Einrichtung 55 im Wegeventil 10 symmetrisch aufgebaut ist, wird im folgenden lediglich auf die Einzelheit nach Fig. 4 Bezug genommen, wo der Zusammenhang zwischen den einzelnen Steuerelementen zur Steuerung der Verbindung von der ersten Motorkammer 15 (A) zur ersten Rücklaufkammer 18 (T) näher dargestellt ist. Fig. 2 shows in enlarged scale the longitudinal slide 13 corresponding to the four housing-fixed control edges 35, 36, 39, 40 four piston sections 41 has to 44, in which for control of the working port A, a first inlet control edge 45 on the piston portion 42 and a first Sequence control edge 46 are arranged on the first piston section 41 . Analogously to this, a second inlet control edge 47 is formed on the piston section 44 and a second outlet control edge 48 is formed on the piston section 43 for controlling the working connection B. As shown in FIG. 2 in connection with the cross section according to FIG. 3, the inlet and outlet control edges 45 to 48 are each designed as semicircular main control notches 49 , which are each arranged in pairs and diametrically on the piston sections 41 to 44 . Furthermore, an approximately cup-shaped relief recess 51 is arranged on the first piston section 41 at a distance from the main control notch 49 on the outlet side, which - as FIG. 3 shows in more detail - are also arranged in pairs and diametrically. The relief recess 51 is surrounded on all sides by the cylindrical outer surface 52 of the piston section 41 . In accordance with the symmetrical design of the longitudinal slide 13 , the third piston section 43 has a correspondingly arranged second relief recess 53 . As shown in FIG. 2 in connection with FIG. 1, the longitudinal slide 13 is designed with a positive overlap; in particular, the first motor chamber 15 is hydraulically blocked by the outlet-side control edge pair 46 , 35 and the inlet-side control edge pair 45 , 36 ; the second motor chamber 16 is blocked by the control edge pairs 48 , 39 and 47 , 40 , so that the inlet chamber 14 is also hydraulically blocked. In addition, despite the positive overlap of its main control notches 49 , the directional control valve 10 has a device 55 for the metered relief of the motor chambers 15 and 16 to the return chambers 17 and 18 , respectively, in order to enable leakage oil to be drained off. Since this device 55 is constructed symmetrically in the directional control valve 10 , only the detail according to FIG. 4 is referred to below, where the connection between the individual control elements for controlling the connection from the first motor chamber 15 (A) to the first return chamber 18 (T ) is shown in more detail.
Aus Fig. 4 wird deutlich, daß in dem ersten Gehäusesteg 33 eine zur Schieberbohrung 12 hin offene, ringförmig umlaufende Entlastungsrille 56 eingearbeitet ist, die in einigem Abstand von der gehäusefesten, ersten Steuerkante 35 liegt. Dieser Abstand 57 der Entlastungsrille 56 von der Steuerkante 35 ist geringfügig größer gewählt als die positive Überdeckung 58, welche die ablaufseitige Hauptsteuerkerbe 49 mit der gehäusefesten, ersten Steuerkante 35 bildet, wenn der Steuerschieber 13 seine gezeichnete Mittelstellung einnimmt. Der Querschnitt dieser Entlastungsrille 56 ist so gewählt, daß sie den auftretenden Leckölfluß bewältigen kann und das gewünschte Übergangsverhalten erzielt wird. Wie Fig. 4 ferner deutlich zeigt, hat die im Abstand von der Hauptsteuerkerbe 49 angeordnete Entlastungsausnehmung 51 eine Ausdehnung in Längsrichtung des Steuerschiebers 13, die größer ist als der Abstand 57. Dadurch kann die Entlastungsausnehmung 51, zusammen mit der ersten Steuerkante 35 ein erstes Fenster 59 bilden, über welches die Motorkammer A in die Entlastungsausnehmung 51 hinein Verbindung hat. Ferner bildet diese Entlastungsausnehmung 51 mit der Entlastungsrille 56 ein zweites Fenster 61, über welches der Innenraum der Entlastungsausnehmung 51 mit dem von der Entlastungsrille 56 gebildeten Innenraum Verbindung hat. Die ringförmig umlaufende Entlastungsrille 56 schneidet mehr oder weniger stark die halbkreisförmige Hauptsteuerkerbe 49 an und bildet dabei ein drittes Fenster 62, über welches die Verbindung von der Motorkammer A zur Rücklaufkammer T hergestellt wird. Die Anordnung und die Ausbildung der Entlastungsausnehmung 51 wird so gewählt, daß sie genügend große Fenster 59, 61 für die Leckölabführung bildet und mit ihr ein gewünschtes Übergangsverhalten erzielbar ist. Zur Erzielung eines symmetrischen Aufbaus ist entsprechend zur Entlastungsrille 56 im ersten Gehäusesteg 33 im dritten Gehäusesteg 37 eine zweite Entlastungsrille 63 eingearbeitet, auf welche die Aussagen zu Fig. 4 sinngemäß anwendbar sind. In der gezeigten Mittelstellung des Längsschiebers 13 nach Fig. 1 sind die beiden Motorkammern 15, 16 somit jeweils über die Einrichtung 55, insbesondere nach Fig. 4, zu den benachbarten Rücklaufkammern 17 bzw. 18 entlastet, so daß eine Drift eines angeschlossenen Hydromotors infolge von Lecköl und damit verbundenem Druckaufbau verhindert wird.From Fig. 4 it is clear that an annular circumferential relief groove 56 is incorporated in the first housing web 33 to the slide bore 12 , which is located at some distance from the first control edge 35 fixed to the housing. This distance 57 of the relief groove 56 from the control edge 35 is selected to be slightly larger than the positive overlap 58 which forms the main control notch 49 on the outlet side with the first control edge 35 fixed to the housing when the control slide 13 assumes its center position shown. The cross section of this relief groove 56 is selected so that it can cope with the leakage oil flow occurring and the desired transition behavior is achieved. As FIG. 4 also clearly shows, the relief recess 51 arranged at a distance from the main control notch 49 has an extension in the longitudinal direction of the control slide 13 that is greater than the distance 57 . As a result, the relief recess 51 , together with the first control edge 35, can form a first window 59 , via which the motor chamber A has a connection into the relief recess 51 . Furthermore, this relief recess 51 forms a second window 61 with the relief groove 56 , via which the interior of the relief recess 51 has a connection with the interior formed by the relief groove 56 . The annular circumferential relief groove 56 more or less cuts the semicircular main control notch 49 and thereby forms a third window 62 , via which the connection from the motor chamber A to the return chamber T is established. The arrangement and design of the relief recess 51 is selected so that it forms sufficiently large windows 59 , 61 for the drainage of oil and a desired transition behavior can be achieved with it. In order to achieve a symmetrical structure, a second relief groove 63 is incorporated into the relief groove 56 in the first housing web 33 in the third housing web 37 , to which the statements relating to FIG. 4 can be applied analogously. In the illustrated center position of the longitudinal slide 13 of FIG. 1, the two motor chambers 15, 16 thus relieves each case via the device 55, in particular according to Fig. 4, to the adjacent return chambers 17 and 18, respectively, so that a drift of a connected hydraulic motor as a result of Leakage oil and the associated pressure build-up is prevented.
Die Fig. 4 zeigt nun im Zusammenhang mit Fig. 5 näher, daß die Ausbildung und Lage der ersten Ablaufsteuerkante 46 sowie der Entlastungsausnehmung 51 relativ zu der ersten gehäusefesten Steuerkante 35 und zur Entlastungsrille 56 so gewählt sind, daß spezielle Schaltübergangs-Funktionen erzielbar sind. Wie dabei die Fig. 5 anhand der Volumenstromkennlinie für die Hauptsteuerkerbe 49 von A nach T zeigt, herrscht in der federzentrierten Mittelstellung 27 am Nullpunkt über die bestehende Verbindung ein relativ kleiner Volumenstrom Q₁. Dieser Volumenstrom Q₁ wird am Punkt 65 unterbrochen, wenn bei einer Rechtsbewegung des Steuerschiebers 13 in Fig. 4 die Entlastungsausnehmung 51 aus der Entlastungsrille 56 herausbewegt wird und dadurch das zweite Fenster 61 schließt. Bei geschlossenem Fenster 61 befindet sich die Hauptsteuerkerbe 49 noch im Abstand von der ersten Steuerkante 35, so daß ein Teil der positiven Überdeckung 58 noch wirksam ist. Erst nach dem Durchfahren dieser verbleibenden Überdeckung 58 durch die Hauptsteuerkerbe 49 erreicht letztere den Punkt 67, an dem das Öffnen der Verbindung von A nach T durch die Ablaufsteuerkante 46 beginnt. Zwischen den Punkten 65 und 67 verbleibt somit ein Sperrbereich 66, in dem kein Druckmittel von A nach T entweichen kann. Die Kennlinie 70 macht deutlich, daß der Volumenstrom von A nach T über die Hauptsteuerkerbe 49 erst nach diesem Sperrbereich 66 einsetzt. Es kann somit trotz der bestehenden Entlastung in Mittelstellung 27 eine Schaltübergangsstellung 68 mit Sperrfunktion erreicht werden, bevor der Steuerschieber in seine eigentliche Arbeitsstellung 69 ausgelenkt wird. Dieser Sachverhalt ist in Fig. 7 näher dargestellt, wo die Schaltübergangsstellung 68 mit Sperrfunktion so ausgebildet ist, daß sämtliche Anschlüsse A, B, P, T abgesperrt sind. Fig. 4 shows in connection with Fig. 5 that the design and location of the first sequence control edge 46 and the relief recess 51 relative to the first housing-fixed control edge 35 and the relief groove 56 are selected so that special switching transition functions can be achieved. As shown in FIG. 5 using the volume flow characteristic for the main control notch 49 from A to T, there is a relatively small volume flow Q 1 in the spring-centered center position 27 at the zero point via the existing connection. This volume flow Q 1 is interrupted at point 65 when, when the control slide 13 moves to the right in FIG. 4, the relief recess 51 is moved out of the relief groove 56 and thereby closes the second window 61 . When the window 61 is closed, the main control notch 49 is still at a distance from the first control edge 35 , so that part of the positive overlap 58 is still effective. Only after this remaining overlap 58 has passed through the main control notch 49 does the latter reach the point 67 , at which the opening of the connection from A to T by the sequence control edge 46 begins. A barrier area 66 thus remains between points 65 and 67 , in which no pressure medium can escape from A to T. The characteristic curve 70 makes it clear that the volume flow from A to T via the main control notch 49 only begins after this blocking region 66 . In spite of the existing relief in the central position 27, a switching transition position 68 with a blocking function can be reached before the control slide is deflected into its actual working position 69 . This state of affairs is shown in more detail in FIG. 7, where the switching transition position 68 with a blocking function is designed such that all connections A, B, P, T are blocked.
Die Fig. 6 zeigt im Unterschied zu Fig. 5 eine Volumenstromkennlinie 71 für eine Ablaufkante nach dem Stand der Technik, wobei im zugeordneten Gehäusesteg 72 keine Entlastungsrille verwendet wird und an eine Hauptkerbe 73 unmittelbar eine Entlastungskerbe 74 angeformt ist. Bei dieser vorbekannten Lösung läßt sich zwar eine Entlastung der Motorkammer für eine Leckölabführung erreichen, aber es kann keine Schaltübergangsstellung mit einer Sperrfunktion realisiert werden, da die betreffende Verbindung zunehmend aufgesteuert wird.In contrast to FIG. 5, FIG. 6 shows a volume flow characteristic curve 71 for a trailing edge according to the prior art, wherein no relief groove is used in the associated housing web 72 and a relief notch 74 is formed directly on a main notch 73 . With this previously known solution, relief of the motor chamber for leakage oil discharge can be achieved, but no switching transition position can be realized with a locking function, since the connection in question is increasingly opened.
Wie die Fig. 7 mit dem Schaltsymbol für das Wegeventil nach Fig. 1 näher zeigt, wird durch die spiegelbildliche Ausbildung des Längsschiebers 13 und der zugeordneten Gehäusestege eine zweite Schaltübergangsstellung 76 mit Sperrfunktion erreicht, die zwischen der Mittelstellung 27 und der äußeren Arbeitsstellung 77 liegt. Die Fig. 8 zeigt das zugehörige Diagramm für das Wegeventil 10 nach Fig. 1, wobei aus dem Verlauf der Volumenstromkennlinien 70 bzw. 78 deutlich wird, daß die Sperrbereiche 66 symmetrisch auftreten. Um dies bei den Schaltübergangsstellungen mit Sperrfunktion 68 bzw. 76 zu realisieren, müssen die als Steuerelemente dienenden Hauptsteuerkerben 46, die Entlastungsausnehmungen 51, 53 sowie die zugeordneten gehäusefesten Steuerkanten und die Entlastungsrillen 56, 63 relativ zueinander abgestimmt sein. So wird der Sperrbereich 66 bei einer Ausbildung erreicht, wenn die erste Zulaufsteuerkante 45 mit der zugeordneten zweiten Steuerkante 36 im Gehäuse gerade Null auf Null steht; dann hat die erste Entlastungsausnehmung 51 zur ersten Steuerkante 35 im Gehäuse (also das erste Fenster 59) und die zweite Entlastungsausnehmung 53 zur zweiten Entlastungsrille 63 im dritten Gehäusesteg 37 gesperrt. Wenn in umgekehrter Weise die zweite Zulaufsteuerkante 47 mit der zugeordneten vierten Steuerkante 40 im Gehäuse Null auf Null steht, dann ist die Sachlage entsprechend spiegelbildlich vertauscht, d. h. die zweite Entlastungsausnehmung 53 hat zu der dritten Steuerkante 39 gesperrt, während die erste Entlastungsausnehmung 51 zu der ersten Entlastungsrille 56 gesperrt ist.As shown in FIG. 7 with the switching symbol for the directional control valve according to FIG. 1, the mirror-image design of the longitudinal slide 13 and the associated housing webs achieves a second switching transition position 76 with a blocking function, which lies between the central position 27 and the outer working position 77 . FIG. 8 shows the associated diagram for the directional control valve 10 according to FIG. 1, it being clear from the course of the volume flow characteristic curves 70 and 78 that the blocking areas 66 occur symmetrically. In order to achieve this in the switching transition positions with locking function 68 or 76 , the main control notches 46 serving as control elements, the relief recesses 51 , 53 and the associated control edges fixed to the housing and the relief grooves 56 , 63 must be coordinated with one another. Thus, the blocking area 66 is reached in one embodiment when the first inlet control edge 45 with the assigned second control edge 36 in the housing is just zero to zero; then the first relief recess 51 has locked to the first control edge 35 in the housing (thus the first window 59 ) and the second relief recess 53 has locked to the second relief groove 63 in the third housing web 37 . Conversely, if the second inlet control edge 47 with the assigned fourth control edge 40 in the housing is zero at zero, then the situation is correspondingly reversed, i.e. the second relief recess 53 has locked to the third control edge 39 , while the first relief recess 51 to the first Relief groove 56 is locked.
In der Fig. 8 gilt der durchgezogene Linienzug der Volumenstromkennlinien 70 bzw. 78 für die Steuerverbindungen A-T bzw. B-T; der gestrichelte Linienzug gilt für die Verbindungen P-B bzw. P-A. Der Sperrbereich 66 infolge Überdeckung der Entlastungsausnehmungen 51, 53 gilt für die Kennlinien A-T bzw. B-T. Die Überdeckung 58 an der Hauptsteuerkante 46 gilt für beide Kennlinien A-T und P-B; die Öffnung bzw. das Fenster 61 gilt für die durchgezogene Kennlinie A-T.In FIG. 8, the solid trace of the volume flow characteristic curves 70 and 78 applies to the control connections AT and BT; the dashed line applies to connections PB and PA. The blocking area 66 due to the overlap of the relief recesses 51 , 53 applies to the characteristic curves AT and BT. The overlap 58 at the main control edge 46 applies to both characteristic curves AT and PB; the opening or the window 61 applies to the solid characteristic curve AT.
Die Wirkungsweise des Wegeventils 10 ergibt sich im Zusammenhang mit der vorstehenden Figurenbeschreibung nach Fig. 1 bis Fig. 8, wonach bei dem elektromagnetisch betätigten, proportional arbeitenden Ventil in der in Fig. 1 dargestellten Mittelstellung eine dosierte Entlastung der Motorkammern 15, 16 jeweils zu der benachbarten Rücklaufkammer 17, 18 stattfindet. Aus dieser federzentrierten Mittelstellung 27 ist der Steuerschieber 13 mit Hilfe der Elektromagnete 28 bzw. 29 nach beiden Seiten in Arbeitsstellungen 69 bzw. 77 auslenkbar, wobei jeweils eine Schaltübergangsstellung 68 bzw. 76 mit Sperrfunktion durchfahren wird. Mit Hilfe dieser Schaltübergangsstellungen 68, 76 kann nun ein angeschlossener Hydromotor hydraulisch eingespannt werden, so daß in einem Regelsystem eine hohe Steifigkeit und eine bessere Dynamik erzielbar ist. Dabei erfüllt die Entlastungsrille 56 im Zusammenwirken mit der zugeordneten Entlastungsausnehmung 51 im Steuerschieber 13 die Funktion einer zusätzlichen Steuerkante. Die Ablaufsteuerkanten 46, 48 müssen dabei örtlich begrenzt ausgebildet sein, so daß die zugeordneten Entlastungsausnehmungen 51, 53 räumlich getrennt davon im Steuerschieber 13 angeordnet werden können. Dabei weist der Steuerschieber 13 selbst keine Entlastungsrillen auf, so daß sich dadurch die Leckage verringert und der Überdeckungsbereich größer ausgestaltet werden kann. Mit dem Wegeventil 10 kann ferner die Einsatzbedingung erfüllt werden, daß eine Last am Hydrozylinder abgebremst werden soll; dazu wird ein möglichst großes Druckgefälle an einer möglichst kleinen Drosselfläche erzeugt, um so ein sanftes Umschalten einer Last zu ermöglichen.1, the operation of the directional control valve 10 results in the connection with the foregoing description of the figures after FIG. To FIG. 8, which in the electromagnetic center position illustrated 1-actuated, proportionally operating valve as shown in FIG. A metered discharge of the motor chambers 15, 16 respectively to the adjacent return chamber 17 , 18 takes place. From this spring-centered central position 27 , the control slide 13 can be deflected with the help of the electromagnets 28 and 29 on both sides into working positions 69 and 77 , a switching transition position 68 and 76 with locking function being passed through. With the aid of these switching transition positions 68 , 76 , a connected hydraulic motor can now be clamped hydraulically, so that high rigidity and better dynamics can be achieved in a control system. The relief groove 56, in cooperation with the associated relief recess 51 in the control slide 13, fulfills the function of an additional control edge. The drain control edges 46 , 48 have to be configured locally so that the associated relief recesses 51 , 53 can be arranged spatially separated therefrom in the control slide 13 . The control slide 13 itself has no relief grooves, so that the leakage is reduced and the coverage area can be made larger. With the directional control valve 10 , the operating condition can also be met that a load on the hydraulic cylinder is to be braked; For this purpose, the greatest possible pressure drop is generated on the smallest possible throttle area in order to enable a smooth switching of a load.
Durch das Zusammenwirken zwischen den Entlastungsrillen und den gehäusefesten Steuerkanten am Gehäusesteg, die getrennte räumliche Anordnung der Hauptsteuerkante 49 und der Entlastungsausnehmung 51 im Längsschieber 13 sowie die mehrfachen Funktionen der Entlastungskerben lassen sich verschiedene Schaltübergänge realisieren, von denen die in Fig. 1 dargestellte Sperrfunktion besonders vorteilhaft ist. Vor allem kann durch entsprechende Veränderung der Lage und der Abmessungen der Entlastungsausnehmungen 51, 53 eine einfache Änderung der Schaltübergänge erreicht werden, wie sie zum Beispiel in den Fig. 9 bis 15 näher dargestellt sind.Through the interaction between the relief grooves and the control edges fixed to the housing on the housing web, the separate spatial arrangement of the main control edge 49 and the relief recess 51 in the longitudinal slide 13 and the multiple functions of the relief notches, different switching transitions can be implemented, of which the locking function shown in FIG. 1 is particularly advantageous is. Above all, a corresponding change in the position and dimensions of the relief recesses 51 , 53 can be used to achieve a simple change in the switching transitions, as are shown in more detail in FIGS. 9 to 15, for example.
Die Fig. 9 zeigt ein Schaltsymbol für ein zweites Wegeventil 80, bei dem nur eine einzige Schaltübergangsstellung 68 mit Sperrfunktion ausgebildet ist, so daß nur in der Volumenstromkennlinie 70 in Fig. 10 der Sperrbereich 66 auftritt; dabei sind die Volumenstromkennlinien 70, 78 gegenüber Fig. 8 vereinfacht dargestellt. FIG. 9 shows a switching symbol for a second directional valve 80 , in which only a single switching transition position 68 is formed with a blocking function, so that the blocking region 66 only occurs in the volume flow characteristic curve 70 in FIG. 10; the volume flow characteristics 70 , 78 are shown in simplified form compared to FIG. 8.
Die Fig. 11 zeigt das Schaltsymbol für ein drittes Wegeventil 81, während die Fig. 12 das zugehörige Diagramm mit den vereinfachten Volumenstromkennlinien zeigt. Daraus wird deutlich, daß das dritte Wegeventil 81 nur die Schaltübergangsstellung 76 mit Sperrfunktion aufweist, so daß nur in der Kennlinie 78 nach Fig. 12 ein Sperrbereich 66 liegt. FIG. 11 shows the circuit symbol for a third directional valve 81 , while FIG. 12 shows the associated diagram with the simplified volume flow characteristics. It is clear from this that the third directional valve 81 has only the switching transition position 76 with a blocking function, so that a blocking region 66 is only in the characteristic curve 78 according to FIG .
Die Fig. 13 zeigt vereinfacht ein viertes Wegeventil 82 und die Fig. 14 die dazugehörigen Volumenstromkennlinien. Das dritte Wegeventil 82 weist wie das erste Wegeventil nach Fig. 7 beidseitig der Mittelstellung 27 liegende Schaltübergangsstellungen mit Sperrfunktion 68 bzw. 76 auf, so daß in Fig. 14 auf beiden Seiten Sperrbereiche 66 erkennbar sind; darüberhinaus sind hier die Ablaufsteuerkanten 46 bzw. 48 mit einer Voröffnung ausgeführt. FIG. 13 shows a fourth directional control valve 82 in simplified form and FIG. 14 shows the associated volume flow characteristics. The third directional valve 82 , like the first directional valve according to FIG. 7, has switching transition positions with blocking function 68 or 76 on both sides of the central position 27 , so that blocking areas 66 can be seen on both sides in FIG. 14; moreover, the sequence control edges 46 and 48 are designed with a pre-opening.
Die Fig. 15 zeigt das Schaltsymbol eines fünften Wegeventils 83, bei dem in einer ersten Schaltübergangsstellung 84 nur die Anschlüsse B und P blockiert sind, während der Anschluß A zum Tank T entlastet ist; ferner hat dieses fünfte Wegeventil 83 eine zweite Schaltübergangsstellung 85, in der nur die Anschlüsse A und P blockiert werden, während der Anschluß B zum Tank entlastet wird. Es lassen sich somit unterschiedliche Schaltübergänge erzielen, um die Wegeventile an die jeweiligen Einsatzbedingungen anzupassen. FIG. 15 shows the circuit symbol of a fifth directional valve 83 , in which only the connections B and P are blocked in a first switching transition position 84 , while the connection A to the tank T is relieved; furthermore, this fifth directional valve 83 has a second switching transition position 85 , in which only the connections A and P are blocked, while the connection B to the tank is relieved. Different switching transitions can thus be achieved in order to adapt the directional control valves to the respective operating conditions.
Selbstverständlich sind an den gezeigten Ausführungsformen Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So kann die Form der Entlastungsausnehmung 51 variiert werden und zum Beispiel als Tasche, Nut oder Bohrungssenkung ausgeführt sein. Die Entlastungsausnehmung läßt sich deswegen auch einfach herstellen, weil von ihr keine Verbindungsbohrungen im Längsschieber 13 ausgehen. Auch die Form der Hauptsteuerkerben 49 ist nicht begrenzt auf die im wesentlichen halbkreisförmige Bauweise, sondern kann auch durch andere, örtlich begrenzte Formen ersetzt werden. Auch läßt sich die erfindungsgemäße Bauart auch bei einem im wesentlichen 2-Stellungs-Ventil anwenden: Ferner läßt sich das erfindungsgemäße Wegeventil auch so ausführen, daß bei der vereinfachten Darstellung als Schaltsymbol, zum Beispiel nach Fig. 7, eine der Schaltübergangsstellungen 68 bzw. 76 vollständig entfällt und somit eine der Arbeitsstellungen unmittelbar an die Mittelstellung 27 grenzt.Of course, changes are possible to the embodiments shown without departing from the spirit of the invention. For example, the shape of the relief recess 51 can be varied and can be designed, for example, as a pocket, groove or counterbore. The relief recess can therefore also be produced simply because no connecting bores in the longitudinal slide 13 emanate from it. The shape of the main control notches 49 is also not limited to the essentially semicircular design, but can also be replaced by other, locally limited shapes. The type of construction according to the invention can also be used with an essentially 2-position valve: Furthermore, the directional control valve according to the invention can also be designed such that one of the switching transition positions 68 or 76 is shown in the simplified representation as a switching symbol, for example according to FIG. 7 completely eliminated and thus one of the working positions directly borders on the middle position 27 .
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