DE69004029T2

DE69004029T2 - Steuerventileinrichtung für Drucköl.

Info

Publication number: DE69004029T2
Application number: DE90402166T
Authority: DE
Inventors: Keitaro Yonezawa
Original assignee: Kosmek KK
Current assignee: Kosmek KK
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1990-07-27
Publication date: 1994-03-03
Anticipated expiration: 2010-07-28
Also published as: JP2518697B2; KR0170375B1; DE69004029D1; US5044400A; KR910004971A; JPH0369868A; EP0412871A1; EP0412871B1

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Feld der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerventileinrichtung, die so ausgebildet ist, daß sie zum Einlassen und Auslassen eines Drucköls in einen bzw. aus einem einfach wirkenden Hydraulikzylinder verwendet werden kann, und insbesondere eine Steuerventileinrichtung, die derart ausgebildet ist, daß sie ein Auslecken von Drucköl zwischen einem Ventilteil und einem Ventilsitz dadurch verhindert, daß ein Tellerventil als in eine Ventilkammer einzuführende Ventilteile verwendet wird.

2. Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung liegt in einer Verbesserung einer Steuerventileinrichtung des in JP-B-1-31067 (nachstehend als erste bekannte Ausführungsform bezeichnet) oder in JP- A-58-17 0906 (nachstehend als zweite bekannte Ausführungsform bezeichnet) beschriebenen Typs.
Die erste und die zweite bekannte Ausführungsform wurden früher von dem Erfinder der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen. Die grundlegende Konstruktion derselben ist in Fig. 7 bzw. in Fig. 8 dargestellt.
An einer Ventilkammer 104, 204 einer Ventileinrichtung 101, 201 sind an der oberen ersten Stirnseite ein Druckzuführport P, an der unteren zweiten Stirnseite ein Rücklaufport R und an einer Position außerhalb jener beiden Ports P, R ein Arbeitsport A vorgesehen.
Ein Druckeinlaßventilsitz 115, 215 ist an dem unteren Randbereich des Druckzuführports P ausgebildet und ein Rücklaufventilsitz 116, 216 ist an dem äußeren Randbereich des Rücklaufports R ausgebildet. Ein Absperrventilteil 119, 219 wird mittels einer Absperrventilteil-Schließfeder 120, 220 federnd gegen den Druckeinlaßventilsitz 115, 215 gedrückt. Ein Rücklaufventilteil 122, 222 wird mittels einer Rücklaufventilteil-Schließfeder 130, 230 federnd gegen den Rücklaufventilsitz 116, 216 gedrückt.
Eine Rücklaufbetätigungseinrichtung 137, 237 ist außerhalb des unteren Endbereichs der Ventilkammer 104, 204 angeordnet und ein Ventilöffnungsteil 143, 243 ist vom Rücklaufport R aus dem Rücklaufventilteil 122, 222 gegenüberliegend angeordnet.
Die vorstehend erwähnte Ventileinrichtung 101, 201 arbeitet wie folgt.
In dem Fall, daß die Rücklaufbetätigungseinrichtung 137, 237 nicht betätigt wird, wird zunächst das Rücklaufventilteil 122, 222 in Kontakt mit dem Rücklaufventilsitz 116, 216 gebracht, um das Ventil mittels einer aus der Federkraft der Rücklaufventilteil Schließfeder 130, 230 und einem Innendruck der Ventilkammer 104 resultierenden Kraft zu schließen. Das unter Druck gesetzte Öl innerhalb des Druckzuführports P verschiebt und öffnet das Absperrventilteil 119, 219 zu der Ventilkammer 104, 204 und dem Arbeitsport A hin, so daß die Ventileinrichtung unter Druck gesetzt wird. Nachfolgend wird, wenn der Innendruck innerhalb der Ventilkammer 104, 204 einen vorbestimmten Druck erreicht, das Absperrventilteil 119, 219 wieder in Kontakt mit dem Druckeinlaß-Ventilsitz 115, 215 gebracht, um das Ventil mittels der Federkraft der Absperrventilteil-Schließfeder 120, 220 zu schließen, so daß die Ventileinrichtung in einen Druckhaltezustand versetzt wird.
Ausgehend von dem vorstehend erwähnten Druckhaltezustand wird, wenn die Rücklaufbetätigungseinrichtung 137, 237 betätigt wird, das Ventilöffnungsteil 143, 243 nach oben bewegt, so daß das Rücklaufventilteil 122, 222 mittels des vorderen Endabschnitts des Ventilöffnungsteils 143, 243 angestoßen und geöffnet wird. Dadurch wird das Drucköl innerhalb des Arbeitsports A und der Ventilkammer 104, 204 zum Rücklaufport R ausgelassen.
Im Rahmen der oben erwähnten Grundkonstruktion weisen die erste und die zweite bekannte Ausführungsform die folgende Konstruktion zum Zusammenbauen des Absperrventilteils 119, 219, des Rücklaufventilteils 122, 222 und der Ventilkammer 104, 204 auf.

[Konstruktion der ersten bekannten Ausführungsform]: Bezugnahme auf Fig. 7.

Das Absperrventilteil 119 und das Rücklaufventilteil 122 werden in die Ventilkammer 104 eingeführt, die aus jeweils einer Kammer an der Oberseite und an der Unterseite zusammengesetzt wird. Die Absperrventilteil-Schließfeder 120 und die Rücklaufventilteil-Schließfeder 130 sind in Form einer einzigen Ventilschließfeder zwischen beiden Ventilteilen 119, 122 angebracht. Ein elastisches Dichtungsteil 121 ist zwischen dem Absperrventilteil 119 und dem Druckeinlaßventilsitz 115 angeordnet. Wenn die Rücklaufbetätigungseinrichtung 137 betätigt wird, wird das elastische Dichtungsteil 121 des Absperrventilteils 119 in Kontakt mit dem Druckeinlaßventilsitz 115 gebracht, um das Ventil mittels des Ventilöffnungsteils 143 durch das Rücklaufventilteil 122 zu schließen, so daß das Drucköl innerhalb des Druckzuführports P daran gehindert ist, in die Ventilkammer 104 auszulecken.

[Konstruktion der zweiten herkömmlichen Ausführungsform]: Bezugnahme auf Fig. 8.

Bei dieser Ausführungsform werden das Absperrventilteil 219, eine bewegliche Federaufnahme 218 und das Rücklaufventilteil 222 in die Ventilkammer 204 eingeführt, die der Ventilkammer der vorerwähnten ersten bekannten Ausführungsform ähnlich ist. Die Absperrventilteil- Schließfeder 220 ist zwischen dem Absperrventilteil 219 und der beweglichen Federaufnahme 218 angeordnet. Die Rücklaufventilteil-Schließfeder 230 ist zwischen der beweglichen Federaufnahme 218 und dem Rücklaufventilteil 222 angebracht. Das Absperrventilteil 219 und der Druckeinlaßventilsitz 215, die beide aus einem harten Dichtungsmaterial hergestellt sind, werden zum verschließen des Ventils in direkten Kontakt miteinander gebracht. Wenn die Rücklaufbetätigungseinrichtung 237 betätigt wird, wird das Absperrventilteil 219 mittels des Ventilöffnungsteils 243 über das Rücklaufventilteil 222 und die bewegliche Federaufnahme 218 mit dem Druckeinlaßventilsitz 215 in Kontakt gebracht, und zwar in Metall-zu-Metall-Kontakt, so daß das Drucköl im Druckzuführport P daran gehindert wird, in die ventilkarnmer 204 auszulecken.
Mit den vor stehend erwähnten herkömmlichen Ausführungsformen sind folgende Probleme verbunden.

[Probleme der ersten herkömmlichen Ausführungsform]: Bezugnahme auf Fig. 7.

In dem druckentlasteten Zustand mit betätigter Rücklaufbetätigungseinrichtung 137 wird das elastische Dichtungsteil 121 des Absperrventilteils 119 mittels einer Druckkraft des Ventilöffnungsteils 143 stark gegen den Druckeinlaßventilsitz 115 zusammengedrückt. Wenn die Anzahl von wiederkehrenden Betätigungen zunimmt, neigt deshalb das elastische Dichtungsteil 121 dazu, sich plastisch zu verformen, was seine Lebensdauer verkürzt.
Übrigens wird in dem Fall, daß die Rücklaufbetätigungseinrichtung 137 von pneumatischem Typ ist, wie in der Figur dargestellt, die Lebensdauer des elastischen Dichtungsteils 121 aufgrund der folgenden Gründe weiter verkürzt.
Im allgemeinen erreicht eine Druckluft, die aus einer Druckluftzuführleitung einer pneumatischen Stellkammer 140 der Rücklaufbetätigungseinrichtung 137 zugeführt wird, einen vorbestimmten Druck mit einer wiederkehrenden Druckpulsation, die durch einen Strömungswiderstand der Druckluftzuführleitung und einen Trägheitseffekt bewirkt wird. Deshalb übersteigt während des Druckanstiegs jeder Druckpulsation die auf den pneumatischen Kolben 139 wirkende Kraft diejenige Kraft, die das Absperrventilteil 119 vom Druckzuführport P aufnimmt, so daß das Absperrventilteil 119 geschlossen wird. Andererseits übersteigt die Kraft, die der pneumatische Kolben 139 von dem Druckzuführport P erhält, dessen Aufnahmekraft, so daß das Absperrventilteil 119 geöffnet wird. Diese Ventilschließvorgänge und Ventilöffnungsvorgänge werden wiederholt. Während des Ventilschließvorganges des Absperrventilteils 119 wird, da das Drucköl mit einer ultrahohen Geschwindigkeit durch einen schmalen Strömungsdurchgang zwischen dem Druckeinlaßventilsitz 115 und der Ventiloberfläche des Absperrventilteils 119 hindurchströmt, kurz bevor die Ventiloberf läche in Kontakt mit dem Druckeinlaßventilsitz 115 gebracht wird, um das Ventil zu schließen, das elastische Dichtungsteil 121 ausgeschnitten und dessen Lebensdauer extrem verkürzt.

[Probleme der zweiten herkömmlichen Ausführungsform]: Bezugnahme auf Fig. 8.

Vorteilhafterweise ist diese Ausführungsform in der Lage, die Probleme der vorstehend erwähnten ersten bekannten Ausführungsform durch eine solche Konstruktion zu lösen, daß sowohl das Absperrventilteil 219 als auch der Druckeinlaßventilsitz 215 aus hartem Material hergestellt sind. Sie werden deshalb in direkten Metall-zu-Metall- Kontakt zueinander gebracht, um das Ventil zu schließen. Diese Ausführungsform wird aber von folgenden anderen Problemen begleitet.
Während des Druckhaltezustands, in welchem beide Ventilteile 219, 222 durch den Druck innerhalb der Ventilkammer 204 geschlossen sind, um ein Auslecken des Drucköls aus der Ventilkammer 204 in den Druckzuführport P sicher zu vermeiden, ist es, auch wenn die Druckölzuführleitung auf der stromaufwärtsliegenden Seite des Druckzuführports P einen geringen Druckverlust verursacht, notwendig, die starke Absperrventilteil- Schließfeder 220 in einer Stärke zu verwenden, die ausreichend ist, um ein Metall zu deformieren, da das Absperrventilteil 219 eine Metallberührung erfährt. Deshalb wird während der Druckzuführperiode zum Zuführen des Drucköls vom Druckzuführport P zur Ventilkammer 204 nur ein verringerter Arbeitsdruck im Arbeitsport A erreicht, da der Öffnungsdruck so hoch und der Ventilöffnungshub so klein ist, daß ein großer Druckverlust entsteht.
Besonders in dem Fall, daß die Steuerventileinrichtung 201 für das Drucköl in einer hydraulischen Niederdruckleitung verwendet wird, wird ein sehr schlechter Einfluß durch das Problem des verringerten Arbeitsdrucks geschaffen, da der Prozentanteil des Druckverlustes relativ zum zugeführten Druck größer wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die Probleme der vorstehend erwähnten bekannten Ausführungsformen zu lösen und hat zur Aufgabe, die Lebensdauer der Dichtung des Absperrventilteils zu verlängern und das Ausmaß des Arbeitsdruckverlustes innerhalb des Arbeitsports zu vermindern.
Zum Erreichen der oben erwähnten Ziele umfaßt die Steuerventileinrichtung für ein Drucköl:
- eine Ventilkammer mit einer ersten Stirnseite und einer zweiten Stirnseite, die einander gegenüberliegen;
- einen Druckzuführport, der zur ersten Stirnseite der Ventilkammer hin geöffnet ist;
- einen Rücklaufport, der zur zweiten Stirnseite der Ventilkammer hin geöffnet ist;
- einen Arbeitsport, der zur Ventilkammer hin an einer Stelle außerhalb dieser beiden Ports geöffnet ist;
- einen Druckeinlaßventilsitz, der in dem sich öffnenden Randabschnitt des Druckzuführports ausgebildet ist;
- einen Rücklaufventilsitz, der in dem sich öffnenden Randabschnitt des Rücklaufports ausgebildet ist;
- ein Absperrventilteil, das in die erste Stirnseite der Ventilkammer eingeführt ist und mittels einer Absperrventilteil-Schließfeder elastisch gegen den Druckeinlaßventilsitz gedrückt wird, um das Ventil zu schließen;
- ein Rücklaufventilteil, das in die zweite Stirnseite der Ventilkammer eingeführt ist und mittels einer Rücklaufventilteil-Schließfeder elastisch gegen den Rücklaufventilsitz gezwungen wird; und
- eine Rücklaufbetätigungseinrichtung, die mit einem Ventilöffnungsteil versehen ist, das so ausgebildet ist, daß es das Rücklaufventilteil gegen die erste Stirnseite schiebt,
und ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkammer in eine erste Kammer auf der ersten Stirnseite und eine zweite Kammer auf der zweiten Stirnseite mittels einer Zwischentrennwand, die mit einem Verbindungsloch zwischen beiden Kammern versehen ist, unterteilt ist, und daß sie ein Ventilteil zur Überlaufverhinderung, das in die zweite Kammer eingeführt ist und einen Ventilsitz zur Überlaufverhinderung, der in dem sich öffnenden Randbereich des Verbindungsloches auf der Seite der zweiten Kammer ausgebildet ist, umfaßt, wobei das Ventilteil zur Überlaufverhinderung und der Ventilsitz zur Überlaufverhinderung durch harte Dichtungsteile zum Schließen des Ventils in Kontakt miteinander gebracht werden, und daß in einem druckentlasteten Zustand, in welchem die Rücklaufbetätigungseinrichtung betätigt wird, das Ventilteil zur Überlaufverhinderung mittels des sich zur ersten Stirnseite vorbewegenden Öffnungsteils über das Rücklaufventilteil in Kontakt mit dem Überlaufverhinderungs-Ventilsitz zum Schließen des Ventils gebracht wird, und dadurch ein Drucköl innerhalb des Druckzuführports P daran gehindert wird, aus der ersten Kammer in die zweite Kammer auszulecken.
Übrigens kann bei der oben erwähnten Konstruktion "Stirnseite" nicht nur eine tiefe Endfläche auf der ersten Stirnseite der Ventilkammer sondern auch eine Umfangsfläche auf der zweiten Stirnseite der Ventilkammer bedeuten.
Anstatt daß der Druckzuführport und die erste Kammer im wesentlichen koaxial mit der zweiten Kammer angeordnet sind, können diese nämlich so ausgerichtet sein, daß sie die Achse der zweiten Kammer schneiden.
Da die vorliegende Erfindung wie oben erwähnt konstruiert ist, ergeben sich die folgenden Vorteile.
Wenn die Ventileinrichtung zum druckentlasteten Zustand überwechselt, wird die Schubkraft der Rücklaufbetätigungseinrichtung mittels des Überlaufverhinderungs-Ventilsitzes über das Überlaufverhinderungs-Ventilseil aufgenommen, so daß diese nicht auf das elastische Dichtungsteil zwischen dem Absperrventilteil und dem Druckzuführventilsitz wirkt. Deshalb kann, auch wenn die Anzahl der Betätigungen der Rücklaufbetätigungseinrichtung zunimmt, der elastische Zustand des elastischen Dichtungsteils über eine lange Zeit gut erhalten werden und die Lebensdauer der Dichtung des Absperrventilteils wird länger.
Wenn die Ventileinrichtung zum Druckhaltezustand überwechselt, indem die Ventiloberfläche des Absperrventilteils in dichtenden Kontakt mit dem Druckeinlaßventilsitz gebracht wird, kann die federnde Kraft der Absperrventilteil-Schließfeder klein sein, gerade groß genug, um die elastische Deformation des elastischen Dichtungsteils aus einem Gummi und dgl. zu bewirken. Deshalb wird im Druckzuführzustand das Ausmaß des Arbeitsdruckverlustes im Arbeitsport verringert, da am Absperrventilteil der Öffnungsdruck geringer ausfällt und der Ventilöffnunghub größer ist, so daß sich der Druckverlust des Drucköls verringert.
Demgemäß wird eine Verlängerung der Lebensdauer einer Dichtung des Absperrventilteils zugleich mit einer Verringerung des Arbeitsdruckverlustes erreicht.
Die vorstehende und andere Aufgaben und mit der vorliegenden Erfindung verbundene Vorteile werden mit Bezug auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung und unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen besser verstanden und eingeschätzt.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 bis 6 Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1 und 2 eine erste Ausführungsform derselben;
Fig. 1 eine vertikale Schnittdarstellung einer Steuerventileinrichtung für ein Drucköl;
Fig. 2 eine erklärende Ansicht eines Betriebs der Ventileinrichtung;
Fig. 2a eine Ansicht, die einen Druckzuführzustand wiedergibt;
Fig. 2b eine Ansicht, die einen Druckhaltezustand wiedergibt;
Fig. 2c eine Ansicht, die einen druckentlasteten Zustand wiedergibt;
Fig. 3, 4 und 5 jeweils eine zweite Ausführungsform, eine dritte Ausführungsform und eine vierte Ausführungsform, die Teilansichten entsprechend Fig. 1 sind;
Fig. 6 eine fünfte Ausführungsform, die eine Ansicht entsprechend Fig. 1 ist;
Fig. 7 eine erste bekannte Ausführungsform, die eine Ansicht entsprechend Fig. 1 ist; und
Fig. 8 eine zweite bekannte Ausführungsform, die eine Ansicht entsprechend Fig. 1 ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Nun werden im Anschluß die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

[Erste Ausführungsform]

Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform.
In Fig. 1 ist eine Ventilabdeckung 3 auf den unteren Abschnitt eines Ventilgehäuses 2 einer Steuerventileinrichtung 1 für ein Drucköl fest und öldicht aufgeschraubt, so daß eine Ventilkammer 4 ausgebildet ist, die sich vertikal längs des Ventilgehäuses 2 und der Ventilabdeckung 3 erstreckt. Ein Druckzuführport P ist in dem oberen Abschnitt der Ventilkammer 4, das heißt, deren erster Stirnseite, vorgesehen. Der Druckzuführport P ist mit einem Abgabeport einer Hydraulikpumpe (nicht dargestellt) verbunden. Ein Rücklaufport R ist in dem unteren Abschnitt der Ventilkammer 4, das heißt, deren zweiter Stirnseite, vorgesehen. Ein Arbeitsport A ist in der Umfangswand der Ventilkammer 4 an einer Stelle außerhalb dieser beiden Ports P, R vorgesehen. Der Arbeitsport A ist mit einer Hydraulikölkammer 7a eines einf achwirkenden Hydraulikzylinders 7 mit Rückholfeder über ein Mundstück 6 verbunden, das an dem Ventilgehäuse 2 festgeschraubt ist. Ein Filter 8 ist innerhalb des Mundstücks 6 angeordnet. Im übrigen besteht die Ventilabdeckung 3 aus einem oberen und unteren Teil, die an einer Stelle unmittelbar oberhalb eines Ventilkammerdichtungsteils 9 getrennt sind.
Die Ventilkammer 4 ist durch eine Zwischentrennwand 10, die an dem oberen Bereich innerhalb der Ventilkammer 4 angeordnet ist, in eine erste Kammer 11 und eine zweite Kammer 12 unterteilt. Diese erste und zweite Kammer 11, 12 sind miteinander über ein Verbindungsloch 13 verbunden, das in der Zwischentrennwand 10 angebracht ist.
Der sich öffnende Randbereich des Druckzuführports P ist als Druckzuführventilsitz 15 ausgebildet und der ersten Kammer 11 zugewandt. Der sich öffnende Randbereich des Rücklaufports R ist als Rücklaufventilsitz 16 ausgebildet und der zweiten Kammer 12 zugewandt. Ferner ist ein Ventilsitz 17 zur Überlaufverhinderung an dem sich öf fnenden Rand des Verbindungslochs 13 ausgebildet. Er weist zu der zweiten Kammer 12 hin.
Das Absperrventilteil 19 ist in die erste Kammer 11 eingesetzt und wird mittels einer Absperrventilteil- Schließfeder 20 elastisch gegen den Druckzuführventilsitz 15 gezwungen. Die Ventiloberfläche 19a des Absperrventilteils 19 ist aus einem aus Gummi hergestellten elastischen Dichtungsteil 21 zusammengesetzt. Deshalb kann die Absperrventilteil-Schließfeder 20 derart ausgebildet sein, daß sie eine kleine Federkraft mit einer Stärke aufweist, die gerade ausreichend ist, den Gummi elastisch zu verformen.
Ein Ventilteil 23 zur Überlaufverhinderung und ein Rücklaufventilteil 22 sind in dieser Reihenfolge von unten in die zweite Kammer 12 eingeführt. Ein Kolbenabschnitt 25 des Rücklaufventilteils 22 ist über einen O-Ring 26 vertikal bewegbar und öldicht in eine Paßbohrung 24 eingesetzt, die in der unteren Stirnfläche des Ventilteils 23 zur Überlaufverhinderung ausgebildet ist. Dadurch ist ein Aufnahmedruck-Abführkammer 27 zwischen den beiden Ventilteilen 22, 23 von der zweiten Kammer 12 getrennt angeordnet. Die Aufnahmedruck-Abführkammer 27 ist, wie in Fig. 2 dargestellt, so ausgebildet, daß ihre Querschnittsfläche S&sub1; kleiner ist als die Querschnittsfläche S&sub2; des Rücklaufventilsitzes 16, und sie ist über ein in dem Rücklaufventilteil 22 ausgebildetes Verbindungsloch 28 mit dem Rücklaufport R verbunden. Mittels einer Rücklaufventilteil-Schließfeder 30, die zwischen den beiden Ventilteilen 22, 23 angebracht ist, wird das Rücklaufventilteil 22 elastisch gegen den Rücklaufventilsitz 16 gedrückt, um das Ventil zu schließen, und das Ventilteil 23 zur Überlaufverhinderung wird zum Schließen des Ventils elastischen gegen den Ventilsitz 17 zur Überlaufverhinderung gedrückt. Die Ventiloberfläche 22a des Rücklaufventilteils 22 ist aus einem Kunststoff, wie einem Fluorkunststoff und dgl. hergestellt. Die Ventiloberfläche 23a des Ventilteils 23 zur Überlaufverhinderung und der Ventilsitz 17 zur Überlaufverhinderung sind aus Metall hergestellt, so daß sie zum Schließen des Ventils in einen Metall-zu-Metall- Kontakt miteinander gebracht werden.
Zwischen den Ventilteilen 22, 23 ist in vertikaler Richtung ein Ventilöffnungsspalt L und ein Überlaufverhinderungs- Übertragungsabschnitt 32 eingefügt. Der Überlaufverhinderungs-Übertragungsabschnitt 32 ist aus dem oberen Endbereich des Kolbenabschnitts 25 des Rücklaufventilteils 22 und dem Bodenbereich der Paßbohrung 24 zusammengesetzt.
Ferner ist ein Anschlagbereich 33 zum Begrenzen der das Ventil öffnenden Abwärtsbewegung des Überlaufverhinderungs- Ventilteils 23 auf einen Ventilöffnungshub M an der Innenseite der unteren Wand der zweiten Kammer 12 ausgebildet. Ein Anschlagbereich 34 springt von dem Überlaufverhinderung-Ventilteil 23 nach unten vor, so daß dieser dem Anschlagbereich 33 gegenüberliegt. Der vorstehend erwähnte Ventilöffnungshub M ist auf ein kleineres Maß eingestellt als der vorstehend erwähnte Ventilöffnungspalt L.
Eine Rücklaufbetätigungseinrichtung 37 ist außerhalb der unteren Stirnseite der Ventilkammer 4 angeordnet. Die Rücklaufbetätigungseinrichtung 37 ist vom einfach wirkenden pneumatischen Typ mit Rückholfeder. Das heißt, ein Kolben 39 ist in einen pneumatischen Zylinder 38 eingesetzt, der mit dem unteren Abschnitt des Ventilgehäuses 2 fest verbunden ist, und ist in diesem luftdicht vertikal verschiebbar. Eine Stellkammer 40 ist unterhalb des Kolbens 39 ausgebildet, und eine Rückholfeder 41 ist auf dem Kolben 39 angebracht. Ein Ventilöffnungsteil 43 für das Rücklaufventilteil 22 ist in dem oberen Bereich einer Kolbenstange 42 ausgebildet. Das Ventilöffnungsteil 43 steht an der oberen Seite des Kolbens 39 vor und liegt dem Rücklaufventilteil 22 an der Seite des Rücklaufports R gegenüber.
Die vorstehend erwähnte Steuerventileinrichtung 1 für Drucköl funktioniert wie folgt.
Fig. 1 zeigt den lastfreien Zustand, in welchem kein hydraulischer Druck auf die beiden Ports P, A wirkt und die Druckluft aus der Stellkarnmer 40 der Rücklaufbetätigungseinrichtung 37 abgelassen worden ist. Das Absperrventilteil 19 wird durch die Federkraft der Absperrventilteil-Schließfeder 20 geschlossen und das Rücklaufventilteil 22 und das Überlaufverhinderung- Ventilteil 23 sind durch die Federkraft der Rücklaufventilteil-Schließfeder 30 geschlossen.
Um den Hydraulikzylinder 7 so anzutreiben, daß er sich ausdehnt, wird Drucköl aus einer Hydraulikpumpe (nicht dargestellt) dem Druckzuführport P zugeführt. Daraufhin wird zunächst das Absperrventilteil 19 durch einen Bydraulikdruck innerhalb des Druckzuführports P gegen die kleine Federkraft der Ventilschließfeder 20 leicht geöffnet, um so den Druck innerhalb der ersten Kammer 11 anzuheben. Dann wird das Überlaufverhinderung-Ventilteil 23 durch den Hydraulikdruck innerhalb der ersten Kammer 11 gegen die Rücklaufventilteil-Schließfeder 30 geöffnet.
Dadurch wird, wie in Fig. 2a dargestellt, das Drucköl von dem Druckzuführport P dem Arbeitsport A zugeführt, um so den Hydraulikzylinder 7 auszufahren. Unter dem Druckzuführzustand X wird das Rücklaufventilteil 22 mittels einer aus der Federkraft der Rücklaufventilteil- Schließfeder 30 und dem Innendruck der zweiten Kammer 12 resultierenden Kraft in Kontakt mit dem Rücklaufventilsitz 16 gebracht und dadurch geschlossen. Der Innendruck der zweiten Kammer 12 wirkt auf eine das Ventil schließende Druckaufnahmefläche S&sub3;, die eine ringförmige Fläche bildet, die durch Subtraktion der Querschnittsfläche S&sub1; der Aufnahmedruck-Abführkammer 27 von der Querschnittsfläche S&sub2; des Rücklaufventilsitzes 16 erhalten wird, um so auf das Rücklaufventilteil 22 eine nach unten wirkende Ventilschließkraft auszuüben.
Nachdem das Überlaufverhinderung-Ventilteil 23 einmal geöffnet ist, wirkt der durch den Innendruck der zweiten Ventilkammer 12 entsprechend der Querschnittfläche S&sub1; erzeugte nach unten gerichtete Aufnahmedruck darauf, um so in dem geöffneten Ventilzustand zu verbleiben. Deshalb bewirkt, auch wenn die vom Druckzuführport P über die erste Kammer 11 in die zweite Kammer 12 eintretende Druckölströmung durch eine Pulsation der Liefermenge der Hydraulikpumpe und dgl. verändert wird, das Überlaufverhinderung-Ventilteil 23 kein Vibrieren, im Unterschied zu dem Absperrventilteil 119 der ersten bekannten Ausführungsform (Bezug auf Fig. 7) und dem Absperrventilteil 219 der zweiten bekannten Ausführungsform (Bezug zu Fig. 8). Daraus ergibt sich, daß eine Erzeugung von Störschwingungen verhindert werden kann und eine Beschädigung der Ventiloberfläche 23a des Überlaufverhinderung-Ventilteils 23 verhindert werden kann. Da ferner das Überlaufverhinderungs-Ventilteil 23 während der Druckzufuhr im vollständig offenen Zustand gehalten wird, kann der Strömungswiderstand des Drucköls klein und die Ausfahrgeschwindigkeit des Hydraulikzylinders 7 hoch sein.
Da ferner der Anschlagbereich 34 so ausgebildet ist, daß dieser vom Anschlagbereich 33 aufgenommen wird, ist die Ventilöffnungsbewegung des Überlaufverhinderung-Ventilteils 23 auf den vorher erwähnten Ventilöffnungshub M begrenzt. Dadurch ergibt sich zwischen dem Kolbenabschnitt 25 des Rücklaufventilteils 22 und dem Überlaufverhinderungs- Ventilteil 23 ein Kontaktverhinderungsspalt N, der während der Druckzuführung auftritt und dessen Abmessung durch Subtrahieren des Ventilöffnungshubes M von dem Ventilöffnungsspalt L erhalten wird.
Unter dem Druckzuführzustand X, wie in Fig. 2a gezeigt, werden, wenn die Last, die auf dem Ausgangsabschnitt 7b des Hydraulikzylinders 7 auf liegt, bei Ausfahren des Hydraulikzylinders 7 zunimmt, die Drücke innerhalb der Arbeitskammer 7a und des Arbeitsports A erhöht. Damit begleitend wird, wenn die Drücke innerhalb der zweiten Kammer 12 und der ersten Kammer 11 erhöht werden, so daß sie im wesentlichen gleich dem Druck innerhalb des Druckzuführports P sind, wie in Fig. 2b dargestellt, das Absperrventilteil 19 mittels der Federkraft der Absperrventilteil-Schließfeder 20 automatisch in Kontakt mit dem Druckzuführventilsitz 15 gebracht. Dadurch wird trotz eines geringen Druckverlustes auf der Seite des Druckzuführports P das Abfallen des Innendrucks der Ventilkammer 4 sicher verhindert, so daß der Druckhaltezustand Y erhalten wird. In diesem Druckhaltezustand Y drückt, da der Kontaktverhinderungsspalt N zwischen dem Rücklaufventilteil 22 und dem Überlaufverhinderungs-Ventilteil 23 vorgesehen ist, nur die Ventilschließkraft, die auf die kreisförmige Druckaufnahmefläche S&sub3; wirkt, auf das Rücklaufventilteil 22. Dadurch wird eine Beschädigung der Ventilfläche 22a aus Kunststoff des Rücklaufventilteils 22 verhindert.
Andererseits wird zum Einfahren des Hydraulikzylinders 7 der Kolben 39 gegen die Federkraft der Rückholfeder 41 nach oben getrieben, indem Druckluft in die Stellkammer 40 der Rücklaufbetätigungseinrichtung 37 geleitet wird. Daraufhin wird, wie in Fig. 2c dargestellt, das Rücklaufventilteil 22 mittels des Ventilöffnungsteils 43 angestoßen und geöffnet, so daß das Drucköl im Arbeitsport A und der zweiten Kammer 12 in den Rücklaufport R abgeführt wird. Genauso wird das Überlaufverhinderung-Ventilteil 23 mittels des Ventilöffnungsteils 43 über das Rücklaufventilteil 22 und den Überlaufverhinderungs-Übertragungsabschnitt 32 in Kontakt mit dem Überlaufverhinderungs-Ventilsitz 17 gebracht und damit dieses Ventil geschlossen. Dadurch wird verhindert, daß das Drucköl innerhalb des Druckzuführports P aus der ersten Kammer 11 in die zweite Kammer 12 ausleckt.
In dem oben erwähnten Fall braucht die Betätigungskraft, die zum Öffnen des Rücklaufventilteils 22 erforderlich ist, nur so klein zu sein, daß sie den auf die kreisförmige, das Ventil schließende Druckaufnahmefläche S&sub3; wirkenden Innendruck übersteigt. Deshalb kann die Rücklaufbetätigungseinrichtung 37 eine solche sein, die eine leichte Betätigungskraft erfordert, und der Durchmesser des pneumatischen Zylinders 38 kann klein gemacht werden. Ferner kann während des Druckentlastungsvorgangs der Rücklaufbetätigungseinrichtung 37, da die Ventiloberfläche 22a eine große Fläche aufweist und das Rücklaufventilteil 22 mittels des Ventilöffnungsteils 43 bald von dem Rücklaufventilsitz 16 getrennt ist, ein Durchgang mit einer großen Querschnittsfläche geschaffen werden und der Strömungswiderstand kann gering sein. Daraus ergibt sich, daß, da das Drucköl innerhalb der zweiten Kammer 12 in großer Menge zum Rücklaufport R auslaufen kann, die Rückkehrzeit des Bydraulikzylinders 7 kurz gehalten werden kann, obgleich der Hydraulikzylinder 7 mittels einer Rückholfeder zurückgestellt wird.
In dem Anfangsstadium des Druckentlastungszustands erreicht die in die pneumatische Stellkammer 40 eingetretene Druckluft einen vorbestimmten Druck mit wiederkehrenden Druckpulsationen ähnlich wie bei den oben erwähnten bekannten Ausführungsformen. Auch wenn das Überlaufverhinderung-Ventilteil 23 seine Öffnungs- und Schließvorgänge relativ zum Überlaufverhinderung-Ventilsitz 17 während dieser Druckpulsationen wiederholt, werden die Ventiloberfläche 23a des Überlaufverhinderungs-Ventilteils 23 und des Überlaufverhinderungs-Ventilsitzes 17 wegen ihrer Metall-zu-Metall-Kontaktkonstruktion kaum beschädigt. Auch wenn sie aufgrund einer anwachsenden Anzahl von Rückkehrvorgängen beschädigt werden, ergibt dies keinen praktischen Nachteil, da die Verhinderung des Druckverlustes unter dem Druckhaltezustand, wie in Fig. 2b dargestellt, durch das Absperrventilteil 19 unterschiedlich zu den jeweiligen bekannten Ausführungsformen erreicht wird.
Übrigens wird, wenn die Druckluft aus der Stellkammer 40 der Rücklaufbetätigungseinrichtung 37 abgelassen wird, nachdem das Einfahren des Hydraulikzylinders 7 beendet worden ist, das Ventilöffnungsteil 43 über den Kolben 39 und die Kolbenstange 42 nach unten zurückgezogen, so daß es zu dem in Fig. 2a gezeigten Druckhaltezustand X überwechselt.
Die Figuren 3 bis 6 zeigen jeweils weitere Ausführungsformen und ihre von der ersten Ausführungsform unterschiedlichen Konstruktionen werden beschrieben. Im übrigen werden Bauteile mit gleichen Konstruktionen wie die der ersten Ausführungsform mit den gleichen Symbolen bezeichnet.

[Zweite Ausführungsform]

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform.
Eine Rücklaufventilteil-Schließfeder 46 ist an dem äußeren Umfang eines Kolbenabschnitts 48 eines Rücklaufentilteils 47 zwischen dem Rücklaufventilteil 47 und dem Überlaufverhinderung-Ventilteil 49 angebracht.
Eine Ventiloberfläche 49a des Überlaufverhinderung-Ventils 49 ist durch eine Außenfläche eines sphärischen Metallkörpers 50, der in dem oberen Abschnitt des Überlaufverhinderung-Ventilteils 49 sitzt, ausgebildet.
Ferner steht ein Anschlag 51 zum Begrenzen der Ventilöffnungsbewegung des Überlaufverhinderung-Ventilteils 49 auf den Ventilöffnungshub M von der Innenfläche der Umf angswand der zweiten Kammer 12 vor.

[Dritte Ausführungsform]

Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform.
Eine Paßbohrung 55 ist in der oberen Stirnfläche des Rücklaufventilteils 54 ausgebildet und ein Kolbenabschnitt 57 steht von einem Überlaufverhinderungs-Ventilteil 56 nach unten vor.
Im übrigen steht ein Anschlag 58 des Überlaufverhinderungs- Ventilteils 56 von der Umfangswand der zweiten Kammer 12 wie bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform vor.

[Vierte Ausführungsform]

Fig. 5 zeigt eine vierte Ausführungsform.
In diesem Fall sind die Ventilteile 61, 62 integriert ausgebildet, indem das Überlaufverhinderung-Ventilteil 62 mit dem oberen Abschnitt des Rücklaufventilteils 61 fest verschraubt ist. Eine Rücklaufventilteil-Schließfeder 63 ist zwischen dem Rücklaufventilteil 61 und der oberen Wand der zweiten Kammer 12 angebracht. Eine Druckentlastungsventilkammer 64, die mit der zweiten Kammer 12 kommuniziert, ist innerhalb beider Ventilkammern 61, 62 ausgebildet und die Druckentlastungsventilkammer 64 und der Rücklaufport R sind mittels einer Druckentlastungsöffnung 65 miteinander verbunden. Ein Druckentlastungsventilteil 66, das in die Druckentlastungsventilkammer 64 eingeführt ist, wird mittels einer Druckentlastungsventilteil- Schließfeder 68 in Kontakt mit einem am oberen Rand der Druckentlastungsöffnung 65 ausgebildeten Druckentlastungventilsitz 67 zum Schließen des Ventils gebracht. Ein Ventilöffnungsteil 69 der Rücklaufbetätigungseinrichtung 37 wird aus einem Druckentlastungsventilöffnungsteil 70 und einem Rücklaufventilöffnungsteil 71, die oben beginnend der Reihe nach angeordnet sind, zusammengesetzt.
Zum Zeitpunkt des von der Rücklaufbetätigungseinrichtung 37 ausgeführten Druckentlastungsvorgangs, nachdem der Druck innerhalb der zweiten Kammer 12 durch Öffnen des Druckentlastungsventilteils 66 mittels des Druckentlastungsventilöffnungsteils 70 abgesenkt worden ist, kann das Rücklaufventilteil 61 mit einer leichten Kraft mittels des Rücklaufventilöffnungsteils 71 geöffnet werden, und das Überlaufverhinderungs-Ventilteil 62 kann über das Rücklaufventilteil 61 in Kontakt mit dem Überlaufverhinderungs-Ventilsitz 72 und damit zum Schließen des Ventils gebracht werden.
Obgleich übrigens der Druckzuführport P und die erste Kammer 11 in den oben erwähnten jeweiligen Ausführungsformen im wesentlichen koaxial mit der zweiten Kammer 12 angeordnet sind, können sie auch in einer Richtung angeordnet sein, daß sie die Achse der zweiten Kammer 12 schneiden.

[Fünfte Ausführungsform]

Fig. 6 zeigt eine fünfte Ausführungsform.
Diese Ausführungsform verwendet eine Rücklaufbetätigungseinrichtung 74, die als ein als manövrierfähiger Typ konstruiert ist und folgenden Aufbau hat.
Ein Drehzapfen 76 ist drehbar gelagert im unteren Abschnitt eines Ständers 75, der fest mit dem Ventilgehäuse 2 verbunden ist. Der zentrale Bereich des Drehzapfens 76 weist einen reduzierten Durchmesser auf und eine Schubwalze 78 wird durch einen Stift 79 an einer exzentrischen Position außerhalb des reduzierten Durchmesserbereichs 77 abgestützt. Auf der einen Seite ist ein Schubzylinder 81 in eine Ventilabdeckung 80 eingeführt, so daß dieser der Schubwalze 78 gegenüberliegt. Eine Ventilöffnungsbetätigungsstange 83 wird über eine Druckfeder 82 innerhalb der Zylinderbohrung des Schubzylinders 81 nach oben gedrückt. Ein Ventilöffnungsteil 85 für ein Rücklaufventilteil 84 ist in dem oberen Abschnitt der Stange 83 ausgebildet und die Stange 83 wird mittels einer Rückholfeder 86 elastisch nach unten gezwungen.
Diese Rücklaufbetätigungseinrichtung 74 arbeitet wie folgt.
Die Darstellung zeigt eine Stellung, in der ein Betätigungshebel 87, der fest an der rechten Seite des Drehzapfens 76 befestigt ist, in eine nach oben gedrehte Position umgelegt worden ist, in welcher der Hebel 87 an einem oberen Anschlag 75a des Ständers 75 anschlägt. Die Schubwalze 78 ist auf der unteren Seite angeordnet und sowohl die Stange 83 als auch der Schubzylinder 81 werden mittels der Rückholfeder 86 nach unten gedrückt.
Wenn die Ventileinrichtung auf Druckentlastung umgestellt wird, wird der vorstehend erwähnte Bedienungshebel 87 nach unten geschwenkt, so daß dieser auf eine nach unten gedrehte Position umgestellt ist, in welcher der Hebel 87 an einem unteren Anschlag 75b des Ständers 75 anliegt. Dabei dreht der Drehzapfen 76 und die Schubwalze 78 bewegt sich in die obere Position, um so die Stange 83 über den Schubzylinder 81 und die Schubfeder 82 nach oben zu bewegen und dann das Rücklaufventil 84 zu öffnen.

Claims

1. Steuerventileinrichtung für Drucköl mit:

- einer Ventilkammer (4) mit einer ersten Stirnseite und einer zweiten Stirnseite, die einander gegenüberliegen;

- einem Druckzuführport (P), der zur ersten Stirnseite der Ventilkammer (4) hin geöffnet ist;

- einem Rücklaufport (R), der zur zweiten Stirnseite der Ventilkammer (4) hin geöffnet ist;

- einem Arbeitsport (A), der zu der Ventilkammer (4) hin, außerhalb der Stelle dieser beiden Ports, geöffnet ist;

- einem Druckzuführventilsitz (15), der in dem sich öffnenden Randbereich des Druckzuführports (P) ausgebildet ist;

- einem Rücklaufventilsitz (16), der in dem sich öffnenden Randbereich des Rücklaufports (R) ausgebildet ist;

- einem Absperrventilteil (19), das in die erste Stirnseite der Ventilkammer (4) eingeführt ist und mittels einer Absperrventil-Schließfeder (20) elastisch gegen den Druckzuführventilsitz (15) gezwungen wird;

- einem Rücklaufventilteil (22), das in die zweite Stirnseite der Ventilkammer (4) eingeführt ist und mittels einer Rücklaufventilteil-Schließfeder (30) elastisch gegen den Rücklaufventilsitz (16) gezwungen wird; und

- einer Rücklaufbetätigungseinrichtung (37), die mit einem Ventilöffnungteil (43) versehen ist, das so ausgebildet ist, daß es das Rücklaufventilteil (22) gegen die erste Stirnseite schiebt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkammer (4) in eine erste Kammer (11) auf der ersten Stirnseite und eine zweite Kammer (12) auf der zweiten Stirnseite mittels einer Zwischentrennwand (10), die mit einem Verbindungsloch (13) zwischen beiden Kammern (11, 12) versehen ist, unterteilt ist, und daß sie ein Überlaufverhinderungs-Ventilteil (23), das in die zweite Kammer (12) eingeführt ist, und einen Überlaufverhinderungs-Ventilsitz (17), der in dem sich öffnenden Randbereich des Verbindungsloches (13) auf der Seite der zweiten Kammer ausgebildet ist, umfaßt, wobei das Überlaufverhinderungs-Ventilteil (23) und der Überlaufverhinderungs-Ventilsitz (17) über harte Dichtungsteile zum Schließen des Ventils in Kontakt miteinander gebracht werden, und daß in einem druckentlasteten Zustand, in welchem die Rücklaufbetätigungseinrichtung (37) arbeitet, das Überlaufverhinderungs-Ventilteil (23) mittels des sich zur ersten Stirnseite vorbewegenden Öffnungsteils über das Rücklaufventilteil (22) in Kontakt mit dem Überlaufverhinderungs-Ventilsitz (17) zum Schließen des Ventils gebracht wird, und dadurch ein Drucköl innerhalb des Druckzuführports (P) daran gehindert wird, aus der ersten Kammer in die zweite Kammer auszulecken.

2. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventilteil (19) mit einer Ventiloberfläche (19a) versehen ist, die ein elastisches Dichtungsteil (21) enthält.

3. Steuerventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rücklaufventilteil (22) mit einer Ventiloberfläche (22a) versehen ist, die ein weiteres elastisches Dichtungsteil enthält.

4. Steuerventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rücklaufventilteil (22) und das Überlaufverhinderungs-Ventilteil (23) getrennt ausgebildet sind und zwischen diesen beiden Ventilteilen ein Ventilöffnungsspalt (L) und ein Überlaufverhinderungs- Übertragungsabschnitt (32) vorgesehen ist, so daß im druckentlasteten Zustand, in welchem die Rücklaufbetätigungseinrichtung (37) betätigt wird, das Ventilöffnungsteil in der Lage ist, daß es über das Rücklaufventilteil (22) und den Überlaufverhinderungs- Übertragungsabschnitt (32) das Überlaufverhinderung- Ventilteil (23) in Kontakt mit dem Überlaufverhinderung- Ventilsitz (17) bringt und damit das Ventil schließt.

5. Steuerventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Sackloch ausgebildete Paßbohrung (55) in eine der gegenüberliegenden Stirnf lächen des Rücklaufventilteils (54) oder des Überlaufverhinderung-Ventilteils (56) eingebracht ist, daß das andere Ventilteil bewegbar und öldicht in die Paßbohrung (55) eingeführt ist und eine Aufnahmedruck- Abführkammer zwischen diesen beiden Ventilteilen abgetrennt von der zweiten Kammer angeordnet ist, und daß die Aufnahmedruck-Abführkammer eine Querschnittsfläche aufweist, die kleiner ist als die nicht druckaufnehmende Querschnittsfläche des Rücklaufventilsitzes (16), und über die Verbindungsöffnung, die in dem Rücklaufventilteil (54) ausgebildet ist, mit dem Rücklaufport (R) verbunden ist.

6. Steuerventileinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (12) mit einem Anschlag (51, 58) versehen ist, der die Ventilöffnungsbewegung des Überlaufverhinderungs- Ventilteils (49, 56) auf einen Ventilöffnungshub begrenzt, und dieser Ventilöffnunghub auf ein kleineres Maß eingestellt ist, als der Ventilöffnungsspalt.

7. Steuerventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlaufverhinderungs- Ventilteil (23, 49, 56) zum Schließen des Ventils mittels einer Rücklaufventilteil-Schließfeder (30, 46, 63) elastisch in den Überlaufverhinderungs-Ventilsitz (17, 72) gedrückt wird.