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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen, die an hydraulischen
Wegeventilen vorgenommen werden, mit einem Regelungsausgleich, der
dazu geeignet ist, eine Funktion des Erfassens des höchsten Ladungsdrucks
sicherzustellen, eine Anti-Sättigungs-Funktion
sowie eine Funktion des unabhängigen
Aufteilens des Durchsatzes der Last, welcher Ausgleich einen Plungerkolben
aufweist, der in einer Aufnahme unter der Einwirkung einer Druckdifferenz
beweglich ist, die durch den durch eine hydraulische Quelle gelieferten
Einströmdruck
erzeugt wird, der auf ein erstes Ende des Plungerkolbens einwirkt,
und durch den höchsten
Ladungsdruck, der auf das andere Ende des Plungerkolbens einwirkt,
wobei dieser Plungerkolben außerdem
dazu geeignet ist, proportional zu dieser Druckdifferenz eine seitliche Öffnung der
Aufnahme freizugeben, die mit einer Arbeitsöffnung des Wegeventils verbunden
ist, um ihm unter dem Einströmdruck
Hydraulikfluid zuzuführen, der
um die oben genannte Druckdifferenz vermindert ist.
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In
der 1 der anliegenden
Zeichnungen ist beispielhaft im Querschnitt eine bekannte Ausführungsform
eines solchen Wegeventils dargestellt, wie es in der 1 des Dokuments FR-A 2 689
575 der gleichen Anmelderin zu sehen ist.
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Dieses
Wegeventil weist einen Körper 1 mit einer
Einlassöffnung
P für unter
Druck stehendes Fluid von einer Hydraulikquelle (nicht dargestellt)
auf. In dem dargestellten Beispiel wird diese Öffnung P in Form eines Kanals 2 gebildet,
der den Körper 1 quer zur
Zeichenebene durchquert und an den beiden Hauptflächen des
Hauptkörpers
mündet,
die als Anschlag dienen, wenn mehrere Wegeventile nebeneinander
und gegeneinander gestapelt werden. Zumindest eine Öffnung P
(in Form eines Kanals, der den Körper 1 quer
zur Zeichenebene durchquert und an den beiden Hauptflächen des
Körpers
mündet)
dient zum Rückführen des
Fluids in Richtung eines Reservoirs (nicht dargestellt). Zwei Arbeitsöffnungen
A, B sind mit einem hydraulischen Gerät oder Empfänger verbindbar (nicht dargestellt).
Ein Verteilereinschub 4 kann in einer Bohrung 5 gleiten,
die den Körper 1 längs durchquert
und an zwei gegenüberliegenden Endflächen 6, 7 des
Körpers
mündet.
Auf klassische Art und Weise weisen der Körper 1 und der Einschub 4 Kanäle und/oder Kanalisationen
und/oder Kehlen auf, die so vorgesehen sind, dass sie zusammenwirken,
um die Verbindungen zwischen den verschiedenen Öffnungen P, A, B, T des Körpers des
Wegeventils gemäß der axialen
Position des Einschubs in der Bohrung zu ermöglichen und/oder zu unterbrechen. Die
spezifische Ausgestaltung dieser Kanäle und/oder Kanalisationen
und/oder Kehlen ist bestimmt durch den Fachmann mit Bezug auf die
für das
Wegeventil gewünschten
Funktionen.
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In
dem spezifischen Beispiel weist der Körper 1 außerdem noch
einen anderen Querkanal 8 auf, der sich zwischen den Hauptflächen des
Körpers erstreckt
und mit zumindest einem Druckwähler
kombiniert ist, der es ermöglicht,
in einem Kanal 18 stromabwärts des Einschubs 4 den
stärkeren
(den "Load Sensing"-Druck oder LS-Druck)
der beiden Drücke
zu übermitteln,
die durch den Druck in dem Kanal stromaufwärts des Wegeventils und den
Arbeitsdruck des Wegeventils gebildet werden.
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Der
Kanal 2, der mit der Einlassöffnung P verbunden ist, mündet in
die Bohrung 5 des Körpers in
einer Einlasskammer 10 dieses Körpers, und in der Nähe dieser
Kammer 10 ist eine andere Kammer 11 über einen
Kanal 12 mit einer Aufnahme 13 verbunden, in welcher
ein Plungerkolben 14 auf dichte Art und Weise frei gleitend
vorgesehen ist. Der Kanal 12 mündet in diese Aufnahme 13 an
einem Ende dieser Aufnahme, hier am unteren Ende (entsprechend einer
Außenfläche des
Plungerkolbens 14, hier seinem unteren Ende), während die
Aufnahme 13 an ihrem gegenüberliegenden Ende (hier ihrem
oberen Ende) in einen Hohlraum 15 mündet, in welchem sich der Kopf 16 des
Plungerkolbens 14 bewegen kann. Der Kopf 16, vergrößert bezüglich des
Körpers
des Plungerkolbens, kann gegen eine Schulter anliegen, die an der
Mündung
der Aufnahme 13 in dem Hohlraum 15 ausgeformt
ist, um den Plungerkolben 14 zurückzuhalten. Eine Feder 17 ist
in dem Hohlraum 15 vorgesehen, um den Plungerkolben 14 gegen
diese Schulter so zurückzustoßen, dass
seine Position in Abwesenheit von Druck fixiert ist. Der vorgenannte Kanal 8 mündet in
den Hohlraum 15 so, dass der in dem Kanal 3 vorherrschende
Druck auch in dem Hohlraum 15 vorhanden ist und so auf
das entsprechende Ende des Plungerkolbens 15 (hier auf
sein oberes Ende) einwirkt.
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Den
Plungerkolben 14 durchquert außerdem ein axialer Kanal 18,
der auf einer Seite in seiner Endfläche gegenüber dem Kanal 12 mündet und
auf der anderen Seite in einen diametralen Kanal 19, der den
Plungerkolben 14 durchquert und so vorgesehen ist, dass
er durch die Wand der Aufnahme 13 verborgen ist, wenn sich
der Plungerkolben 14 in der von der Feder 17 aufgezwungenen
Ruhestellung (in 1 dargestellt)
oder in einer nicht vollständig
angehobenen Position befindet. Ein Bereich 28 des axialen
Kanals 18 ist in Form einer Einschränkung oder Düse ausgebildet.
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Der
Bereich des Einschubs 4, der sich in der neutralen Position
zwischen den Kammern 10 und 11 erstreckt und sie
voneinander isoliert, ist mit progressiven Kerben 20 versehen,
die dazu bestimmt sind, eine gesteuerte Strömung von Hydraulikfluid in
dem geeigneten Sinne sicherzustellen, wenn der Einschub in dem einen
oder anderen Sinne verschoben wird.
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Ausgehend
von der vorgenannten Aufnahme 13 erstrecken sich in zwei
im Wesentlichen diametral gegenüberliegenden
Richtungen zwei Leitungen 22, wobei in zumindest einer
dieser Leitungen 21 ein Rückschlagventil 22 vorgesehen
ist, und diese beiden Leitungen 21 münden in der Bohrung 5 in
jeweils eine Kammer 23.
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In
der Nähe
dieser Kammern 23 sind zwei Verteilerkammern 24 der
Bohrung 5 über
Leitungen 25 mit Arbeitsöffnungen oder Ausgangsöffnungen
A bzw. B des Wegeventils verbunden.
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Schließlich sind
jenseits der Verteilerkammern 24 zwei Rückführkammern 26 der Bohrung 5 über Leitungen 27 mit
dem Rückführkanal 3 verbunden,
der an der Rückführöffnung T
mündet.
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Die
Funktionsweise des Wegeventils, das gerade beschrieben worden ist,
ist detailliert in dem Dokument FR 2 689 575 beschrieben, das bereits
zitiert worden ist, auf das man in dieser Hinsicht Bezug nehmen
kann.
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Obwohl
ein wie beschrieben aufgebautes Wegeventil prinzipiell zufriedenstellend
arbeitet, hat es unter bestimmten Funktionsbedingungen einen Nachteil.
Ein solches Wegeventil ist nämlich
dazu bestimmt, nicht allein verwendet zu werden, sondern mit mehreren
anderen Wegeventilen der gleichen Art verbunden zu werden, um eine
hydraulische Mehrfach-Wegeventileinrichtung
zu bilden. Die Wegeventile sind daher vorzugsweise auf dichte Art
und Weise gegeneinander mit ihren Hauptflächen oder großen Flächen gestapelt,
so dass die jeweiligen Leitungen P, T und LS (Kanäle 8)
alle miteinander kommunizieren und kontinuierlich Kanäle bilden,
die den Stapel pa=t teilweise durchqueren, um die Funktionsweise des
Mehrfach-Wegeventils
sicherzustellen.
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In
einer solchen Mehrfach-Wegeventileinrichtung ist jedoch die Funktion
einer in Betracht gezogenen Verteilungsscheibe (das heißt eines
einzelnen Wegeventils) unter der Einwirkung eines Drucks LS gehemmt,
der durch eine andere Scheibe der Mehrfach-Wegeventileinrichtung
aufgebracht wird, und es kann sich währenddessen als wünschenswert erweisen,
dass die in Betracht gezogene Scheibe der Verteilung weiter betrieben
werden kann, damit der hydraulische Empfänger, den sie steuert, in Betrieb gesetzt
werden oder in Betrieb bleiben kann, und sei es auch mit einer verringerten
Geschwindigkeit: beispielsweise für die Drehung eines Maschinenaufbaus
oder für
die Translation einer Maschine.
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Anders
gesagt scheint es wünschenswert, einer
in Betracht gezogenen Funktion eine operationelle Kapazität zuzuordnen,
auch wenn diese abgeschwächt
oder verringert ist, statt der von dem allgemeinen LS-Kreis der
Mehrfach-Wegeventileinrichtung befohlenen Hemmung, und zwar ohne
dass für die
in Betracht gezogene Scheibe ein vorrangiger Kreis angesprochen
wird, wofür
Beispiele übrigens bekannt
sind und deren Verwendung, die den Betrieb der gesamten Anordnung
kompliziert und mühsamer macht,
in dem in Betracht gezogenen Kontext sich nicht anbietet.
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Es
handelt sich daher darum, der in Betracht gezogenen Scheibe des
Verteilers eine Pseudopriorität
zu verleihen, ohne das einzelne Wegeventil oder die Mehrfach-Verteilereinrichtung
wesentlich zu verändern.
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Die
Erfindung hat daher das Ziel, einen verbesserten Betrieb zu schaffen,
der auf die Wünsche der
Benutzer antwortet und dabei nur minimale Veränderungen der Strukturen der
existierenden Wegeventile mit sich bringt.
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Dazu
ist ein hydraulisches Wegeventil der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, dass die Wand der Aufnahme und/oder der
Plungerkolben in einem Bereich, der sich in der Nähe des oben
genannten ersten Endes des Plungerkolbens befindet, mit zumindest
einem kalibrierten Durchgang versehen ist, der dazu geeignet ist,
eine Verbindung zwischen dem oben genannten ersten Ende des Plungerkolbens
und der oben genannten seitlichen Öffnung aufzubauen, wenn der Plungerkolben
in seine äußerste Position
unter der Einwirkung des höchsten
Ladungsdrucks zurückgedrückt wird,
der den Einströmdruck überschreitet.
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Dank
dieser Ausgestaltung ermöglicht
es, wenn der höchste
Ladungsdruck den Einlassdruck überschreitet
und den Plungerkolben in eine extreme Position zurückdrückt, in
welcher der Strom des Hydraulikfluids von der Einlassöffnung zur
seitlichen Öffnung
der Aufnahme unterbrochen sein muss – und in der daher die Funktionsweise
des Wegeventils zugunsten eines anderen Wegeventils einer Mehrfach-Wegeventileinrichtung
gehemmt wird, die einen Hydraulikempfänger steuert, welcher den höchsten Ladungsdruck
entwickelt –,
die Anwesenheit des kalibrierten Durchgangs einen hydraulischen
Fluidstrom mit schwachem Durchsatz in Richtung der seitlichen Öffnung:
der hydraulische Empfänger,
der dem Wegeventil zugeordnet ist, kann daher weiter gespeist werden
und weiter funktionieren, wenn auch mit verringerter Geschwindigkeit.
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Die
Anwesenheit des kalibrierten Durchgangs führt dazu, dass das Vorzeichen
des Regelungsdrucks des Ausgleichs des Wegeventils nicht mehr exakt
dem Druckunterschied Δp
entspricht, der zwischen dem Einlassdruck (P) und dem höchsten Ladungsdruck
(LS) existiert, wie er in der Leitung LS transportiert wird und
auf das erste Ende des Plungerkolbens einwirkt.
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So
wird eine Pseudopriorität
zugunsten des hydraulischen Empfängers
aufgebaut, der von dem so ausgestatteten Wegeventil gesteuert wird,
und dieser Empfänger
kann mit geringer Geschwindigkeit weiter funktionieren. Obwohl der
kalibrierte Durchgang unter einem funktionellen Gesichtspunkt auch in
der Wand der Aufnahme oder in dem Plungerkolben vorgesehen sein
kann, ist es indessen vorteilhafter, um die Herstellung zu erleichtern,
dass dieser Durchgang in dem Plungerkolben ausgebildet ist.
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Vorzugsweise
können
mehrere kalibrierte Durchgänge
vorgesehen sein und in Umfangsrichtung beabstandet sein, vorteilhafterweise
in gleichmäßiger Art
und Weise.
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In
einer einfachen Ausgestaltung wird jeder Durchgang durch eine Kerbe
in der Wand gebildet. Es kann sich indessen auch um einen Kanal
mit einer kalibrierten Einschränkung
handeln.
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Die
Erfindung wird besser verstanden beim Lesen der nun folgenden ausführlichen
Beschreibung von bestimmten Ausführungsformen,
welche Beschreibung allein beispielhaft und nicht beschränkend verstanden
werden soll. In dieser Beschreibung bezieht man sich auf die anliegenden
Zeichnungen, in welchen:
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2 eine partielle Schnittansicht
in größerem Maßstab eines
Bereichs des Wegeventils der 1 ist,
welche eine bevorzugte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anordnung
zeigt; und
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die 3 bis 5 partielle Schnittansichten eines Bereichs
des in 2 dargestellten
Ausgleichs sind, die mehrere mögliche
Varianten zur Ausführung der
erfindungsgemäßen Ausgestaltung
zeigen.
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Zunächst mit
Bezug auf 2, in welcher
die gleichen Bezugsziffern die gleichen Elemente wie in 1 bezeichnen, ist in einem
vergrößerten Maßstab ein
Regelungsausgleich dargestellt, wie er das hydraulische Wegeventil
der 1 ausstattet, abgesehen
davon, dass die Einschränkung 28 in
dem Kanal 18 hier in einem Einsatz 29 vorgesehen
ist, der in dem Plungerkolben 14 eingebracht ist.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung
besteht darin, zwischen dem Durchgang 12, der das Fluid
unter dem Einlassdruck P aufnimmt, und der mit einer Arbeitsöffnung A,
B verbundenen Leitung 21 einen kalibrierten Durchgang vorzusehen,
der permanent ist und einen Fluidstrom mit schwachem Durchsatz sicherstellt,
wenn der Plungerkolben 14 in seine funktionelle gehemmte
Position des Wegeventils unter Einwirkung eines höchsten Ladungsdrucks
LS gedrückt
wird, der in der Kammer 15 vorherrscht und den Einlassdruck
P überschreitet
(in 2 dargestellter
Fall).
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In
der in 2 dargestellten
bevorzugten Ausführungsform
sind mehrere kalibrierte Durchgänge 30 in
dem Plungerkolben 14 vorgesehen, die in Umfangsrichtung
beabstandet sind und hier durch in der Außenwand des Plungerkolbens
ausgebildete Kerben gebildet werden, die sich parallel zur Achse des
Plungerkolbens erstrecken. Es handelt sich um eine einfache Ausführungsform
unter dem Gesichtspunkt der Struktur, die nur eine minimale Bearbeitung benötigt und
keine technische Schwierigkeit bildet. In dieser Hinsicht wird darauf
hingewiesen, dass die Realisierung solcher Kerben natürlich nicht
nur in neuen Materialien bei ihrer Herstellung ausgeführt werden
kann, sondern auch an bereits existierenden Materialien, um für diese
die zusätzliche
Funktion der Pseudopriorität
vorzusehen, die oben beschrieben ist.
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Weitere
Ausführungsformen
der Erfindung sind auch denkbar.
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In 3 sind die kalibrierten
Durchgänge 31 in
Form von radialen Kanälen
vorgesehen, die mit einer Einschränkung versehen sind, was hinsichtlich der
Herstellung ohne größere Schwierigkeiten
ausführbar
ist.
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In
den 4 und 5 sind die kalibrierten Durchgänge in der
Wand der Aufnahme 13 ausgeformt und verbinden den Durchgang 12 mit
der Leitung 21, und zwar in Form von Kerben 32 in
der Wand der Aufnahme 13 auf der Höhe des unteren Endes des Plungerkolbens 14 (4), oder auch in Form von
Kanälen
mit Einschränkung 33 (5) in dem Körper 1 des
Wegeventils hinter der Oberfläche der
Aufnahme 13. Indessen können
die in den 4 und 5 dargestellten Ausgestaltungen
Probleme bei der Herstellung mit sich bringen, falls die zu bearbeitenden
Stellen schwer zugänglich
sind.