DE8525086U1

DE8525086U1 - Wegeventil

Info

Publication number: DE8525086U1
Application number: DE19858525086
Authority: DE
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1985-09-03
Filing date: 1985-09-03
Publication date: 1987-01-08

Description

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Beschreibung barmag

Wegeventil Barmer Maschinen

fabrik AG

Hydraulische Wegeventile durch die mehrere Verbraucher unabhängig voneinander angesteuert werden, sind bisher nicht bekannt. Hierzu wurden bisher mehrere Ventile benutzt. Der Nachteil dieser Lösungliegt im baulichen Aufwand mit allen sich daraus ergebenden nachteiligen Folgen.

Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventil zu schaffen, durch welches mehrere Verbraucherleitungen unabhängig voneinander angesteuert werden können. Dabei können die Verbraucherleitungen mit dem Vor- und Rücklauf eines Verbrauchers oder mit dem Vorlauf von zwei unabhängigen Verbrauchern oder mit dem Vorlauf von nur einem Verbraucher verbunden sein.

Zur Lösung wird vorgesehen, daß das Ventil eine Steuerbohrung aufweist mit Pumpen-, Tank- und Verbraucheranschlüssen. ^ⁿ der Steuerbohrung sind zwei Steuerschieber unabhängig voneinander beweglich. Jedenfalls einer der Schieber ist mit einer eigenen Ansteuerung versehen. Die Steuerschieber steuern jeweils zumindest einen der Verbraucheranschlüsse.

Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß die Steuerschieber und die Steuerbohrung spiegelsymmetrisch zur Normalebene in der Längsmitte der Steuerbohrung ausgelegt ist. Hierdurch wird das Wegeventil einfach in der Fertigung, wobei die Steuerschieber selten- vertaiisbar sind.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, daß der Tankanschluß in die Steuerbohrung in deren Längsmitte mündet. Hierdurch wird vermieden, daß die Ansteuerung der Steuerschieber durch den Pumpendruck oder den Verbraucherdruck beeinflußt wird.

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jedär der Steuerschieber ist mit seinem "Teil der Steuerbüftrung vorzugsweise als 3/3-Wegeventil ausgeführt. Hierbei münden zwei Pumpenkanäle an den beiden Enden der Steuerbohrung jeweils im axialen Bereich einer Einschnürung des Steuerschiebers, die zwischen einem Führungsbund des Steuerschiebers auf der einen Seite und dem Steuerbund bzw. den Steuerkanten des Steuerschiebers auf der anderen Seite liegt. Die beiden Verbraucherkanäle münden im axialen Bereich der Steuerkanten mit dem jeder to Steuerschieber versehen ist. Vorzugsweise haben die Steuerkanten zu ihrem Verbraucherkanal eine positive Uberdeckung, so daß in der Nullage der Steuerschieber sämtliche Anschlüsse geschlossen sind.

Vorzugsweise besitzt jeder Steuerschieber eine eigene Aussteuerung, die allerdings - insbesondere bei hydraulischer Betätigung - nur eine einseitige Stellkraft aufbringt. Dies könnte für einige Einsatzzwecke ein Nachteil sein. Der Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß die Schieber mit ihren freien Enden aneinander stoßen, so daß jeder Schieber gegen die Richtung seiner Verstellkraft durch die Betätigungseinrichtung des anderen Schiebers verschoben wird. Die Stoßenden der Steuerschieber stehen in der Nullstellung der Schieber mit mehr oder weniger Totstrecke voreinander. Die Tots-trecke bestimmt, welche Schieberbewegung ohne gegenseitige Beeinflussung möglich ist. Die Große der Totstreqke bemißt sich nach den gewünschten Funktionen. Im Genzfall ist die Totstrecke in der Nullstellung der beiden Schieber gleich Null. Dabei wird die Ansteuerung vorzugsweise so gewählt, daß eine definierte Nullstellung besteht. Eine konstruktiv einfache Möglichkeit hierzu besteht darin, daß jeder Schieber durch eine gefesselte Feder in beiden Bewegungsrichtungen vorgespannt ist.

Eine Version des Ventils, die zum Beispiel für die Betätigung eines Verbrauchers in mehreren Geschwindigkeitsstufen geeignet ist, zeichnet sich dadurch aus,daß die Steuer-

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schieber völlig unabhängig voneinander ansteuerbar und beweglich sind/ wobei in der vorzugsweise durch gefesselte Feder festgelegten Nullstellung der Steuerschieber jeweils eine Verbindung des Verbraucheranschlusses zum Tank gegeben ist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung lr>escijx loben.
Es zeigen:
Fig. 1 Ein Ventil mit zwei unabhängigen Stellschiebern

zur Betätigung von zwei Verbrauchern; Fig. 2 ein Ventil mit zwei mechanisch interaktiven Steuerschiebern.

Zu Fig. 1:

Im Gehäuse 1 ist die Steuerbohrung 2 angebracht. In der Steuerbohrung zwei ist ein erster Schieber 3 und ein zweiter Schieber 4 axial beweglich. Jeder Schieber 3 und 4 weist einen Stuerbund 5 und 6 auf. Durch diesen Steuerbund wird ein Verbraucheranschluß 18 bzw. 19 zwischen einem Tankanschluß 16 und j eweils einem der Pumpenanschlüsse 7 und 8 gesteuert. Jeder Steuerschieber mit seinem Teil der Bohrung ist daher als 3/3-Wegeventil ausgelegt. Der Tankanschluß 16 befindet sich in der axialen Mitte der Steuerbohrung 2. Der Pumpenanschluß P verzweigt sich in die Zweige 7 und 8, die jeweils an den axialen Enden der Steuerbohrung 2 münden. Jeder Steuerschieber ist durch eine gefesselte Feder 15 eingespannt. Hierzu besitzt jeder Steuerschieber einen eingeschraubten Ansatz 14, der zur zentrischen Führung von zwei Ringen 11 und 12 dient. Der Ring 12 wird durch den eingeschraubten Überwurf 13 gehalten. Die Feder liegt zwischen den beiden Ringen 11 und 12 mit Vorspannung fest- Mit ihrer von der Feder

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abgewandten Seite liegen die Ringe 11 und 12 in ihrem Außenbereich auf dem Gehäuse und in ihrem inneren Bereich auf dem Überwurf 13 bzw. dem Führungsbund 9 bzw.· 10 des Steuerschiebers auf. >

Jeder Steuerschieber weist einen Führungsbund 9 bzw. 10 auf. Jeder Führungsbund ist in der VorSteuerkammer 33, 34 mit dem Vorsteuerdruck der Vorsteuerventile 27, 28 belastet.

Die Einspannung durch die Feder 15 ist nun so gewählt, daß jeder Steuerschieber 3, 4 mit seinem Steuerbund 5 bzw. 6 ohne VorSteuerdruckbelastung, d.h. in der Nullstellung die Verbindung zwischen Verbraucher A bzw. B und dem Tank T frei gibt.

Die Vorsteuerventile 27, 28 werden durch Magneten 29, 30 angesteuert.

Im stromlosen Zustand werden die Steuerschieber 3, 4 nicht mit VorSteuerdruck beaufschlagt. Die Steuerschieber nehmen ihre Nullstellung ein und geben - wie bereits gesagt die Verbindung von ihrem jeweiligen Verbraucher A bzw. B zum Tank frei.

Bei Beaufschlagen der Magneten mit einem Ruhestrom werden die Steuerschieber 3, 4 derart mit VorSteuerdruck beaufschlagt, daß die Steuerbünde die Verbraucheranschlüsse 18, 19 positiv überdecken, so daß sämtliche Anschlüsse verschlossen sind.

Bei weiterer Belastung der Magneten mit einem variablen Arbeitsstrom bis zum Maxiamal ^%1 rom S können hierzu proportionale VorSteuerdrücke <·&ldquor;· , ugt und die Steuerschieber 3, 4 derart verschoben werden, daß öffnungen unterschiedlicher Welten zwischen dem jeweiligen Verbraucher A bzw. B und dem Pumpenkanal 7 bzw. 8 hergestellt werden.

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Das Ausführungsbeispiel ist erläutert in der Schaltung zum Betrieb eines einzelnen Verbrauchers 35.

Tabelle 1 zeigt die Schaltmöglichkeiten in Abhängigkeit von den Steuerströmen IA bzw. IB, mit denen die Magneten 29, 30 der Vorsteuerventile 27, 28 beaufschlagt werden.

Die Pumpe 20 zur Einspeisung des Hydraulikstroms ist iine Verstellpumpe. Das Fördervolumen dieser Pumpe wird durch Verstelleinrichtung 21 gesteuert. Die Verstelleinrichtung ist schematisch als Zylinder-Kolben-Einheit dargestellt. Der Kolben wird gegen die Kraft einer Feder mit dem Lastdruck beaufschlagt. Hierzu ist die Rückseite des Zylinders einerseits an die Lastmeldung 24 angeschlossen und andererseits über eine sehr enge Drossel 22 mit dem Tank verbunden. Zur Beaufschlagung des Lastmeldekanals mit dem Lastdruck weist der Steuerbund 5 eine Bohrung 26 auf, die in einen Axialkanal 25 des Steuerschiebers 3 mündet. Der Axialkanal 25 endet über eine Radialbohrung in einer Nut 38 im Führungsbund 9. Die Nut 38 kämmt in der Steuerstellung des Steuerschiebers 3, in der der Verbraucheranschluß 19 mit dem Pumpenanschluß 7 verbunden ist, mit der Nut 23 in der Steuerbohrung 2. Die Nut 23 ist mit dem Lastmeldekanal 24 verbunden. Durch die Rückmeldung des Lastdrucks an die Verstelleinrichtung kann der Förderstrom der Pumpe und damit auch die Leistung dem tatsächlichen Bedarf angepaßt werden.

Zu Fig. 2: Im Gehäuse 1 ist die Steuerbohrung 2 angebracht. In der Steuerbohrung 2 ist ein erster Schieber 3 und ein zweiter Schieber 4 axial beweglich. Jeder Schieber 3 und weist die Steuerbünde 37, 38 und 36, 39 auf. Durch diese Steuerbünde wird ein Verbraucheranschluß 18 bzw. 19

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zwischen einem Tankanschluß 16 und jeweils einem der Pumpenanschlüsse 7 und 8 gesteuert. Jeder Steuerschieber mit seinem Teil der Bohrung ist als 3/3-Wegeventil ausgelegt. Der Tankanschluß 16 befindet sich in der axialen Mitte der Steuerbohrung 2. Der Pumpenanschluß verzweigt sich in die Zweige 7 und 8/ die jeweils an den axialen Enden der Steuerbohrung 2 münden. Jeder Steuerschieber ist durch eine gefesselte Feder 15 eingespannt. Hierzu besitzt j-scler Steuerschieber einen eingeschraubten Ansatz 14, der zur zentrischen Führung von zwei Ringen 11 und 12 dient. Der Ring 12 wird durch den eingeschraubten Überwurf 13 gehalten. Die Feder liegt zwischen den beiden Ringen 11 und 12 mit Vorspannung fest. Mit ihrer von der Feder abgewandten Seite liegen die Ringe 11 und 12 in ihrem Außenbereich auf dem Gehäuse und in ihrem inneren Bereich aur dem Überwurf 13 bzw. dem Führungsbund 9 bzw. 10 des Steuerschiebers auf.

Jeder Steuerschieber weist einen Führungsbund 9 bzw. 10 auf. Jeder Führungsbund ist in der Vorsteuerkatnmer 33, mit dem Vorsteuerdruck der Vorsteuerventile 27, 28 belastet.

Die Einspannung durch die Feder 15 ist nun so gewählt, daß jeder Steuerschieber 3, 4 mit seinem Steuerbund 5 bzw. 6 ohne VorSteuerdruckbelastung, d.h. in der Nullstellung die Verbindungen seinen Verbraucher A bzw. B zum Tank T und zur Pumpe P sperrt.

Die Vorsteuerventile 27, 28 werden durch Magneten 29, angesteuert.

Im stromlosen Zustand werden die Steuerschieber 3, 4 nicht mit VorSteuerdruck beaufschlagt. Die Steuerschieber nehmen ihre Nullstellung ein und sperren - wie bereits gesagt die Verbraucher A bzw. B.

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Bei Beaufschlagen der Magneten mit einem Ruhestrom werden die Steuerschieber 3, 4 derart mit Vorsteuerdruck beaufschlagt, daß die Steuerbünde 36 bzw. 37 zunächst die Verbraucheranschlüsse 18, 19 mit dem Tank T verbinden. 5

Bei weiterer Belastung der Magneten mit einem variablen Arbeitsstrom bis hin zum Maximalstrom S können hierzu proportionale Vorsteuerdrücke erzeugt und die Steuerschieber 3, 4 derart verschoben werden, daß öffnungen unterschiedlicher Weiten zwischen dem jeweiligen Verbraucher A bzw. B und dem Tankkanal 16 hergestellt werden.

Dabei ist jedoch jeder Schieber 3, 4 gleichzeitig mit einem Stoßende 31 und 32 versehen. Die Stoßenden sind im Bereich der axialen Mitte der Bohrung 2 einander zugewandt. In der Nullstellung besteht ein definierter Abstand (Totstrecke) zwischen den Stoßenden 31 und 32. Im vorliegenden Fall ist die Totstrecke so bemessen, daß erst nach öffnung des jeweiligen Verbrauchers A bzw. B zum Tank sich die Stoßenden 31, 32 berühren. Erst wenn einer der Steuerschieber mit einem höheren Strom als dem Ruhestrom beaufschlagt wird, so verschiebt er dabei gleichzeitig den jeweils anderen Steuerschieber in dem Sinne, daß der durch den anderen Steuerschieber angesteuerte Verbraucher mit der Pumpe verbunden wird. Daher ist im Rahmen der Totstrecke eine selbständige Ansteuerung jedes der Steuerschieber in Richtung der Verstellkraft möglich. Bei Ansteuerung über die Totstrecke hinaus beeinflussen sich beide Steuerschieber, so daß beide Verbraujheranschlüsse A und B interaktiv gesteuert werden können.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ergeben sich Schaltmöglichkeiten in Abhängigkeiten von den Steuerströmen IA bzw. IB, mit denen die Magneten 29» 30 der VorSteuerventile 27, 28 beaufschlagt werden, z.B. aus Tabelle 2 für einen über die Verbraucheranschlüsse A und B in beiden Richtungen druckbäaufschlagbaren Verbraucher.

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Die Pumpe 20 zur Einspeisung des Hydraulikölstroms ist wiederum eine Verstellpumpe. Das Fördervolumen dieser Pumpe wird durch Verstelleinrichtung 21 gesteuert. Die Verstelleinrichtung ist schematisch als Z-^vlinder-Kolben— Einheit dargestellt. Der Kolben wird gegen die Kraft einer Feder mit dem Lastdruck beaufschlagt. Hierzu ist die Rückseite des Zylinders einerseits an die Lastmeldeleitung 24 angeschlossen und andererseits über eine sehr enge Drossel 22 mit dem Tank verbunden. Zur Beaufschlagung des Lastmeldnkanals 24 mit dem Lastdruck weist der Steuerschieber 4 zwischen den Steuerkanten 37, 38 eine Bohrung auf, die in einen Axialkanal 25 des Steuerschiebers 3 mündet. Der Axialkanal 25 endet über eine Radialbohrung in einer Nut 38 im Führungsbund 9. Die Nut 38 kämmt in der Steuerstellung des Steuerschiebers 3, in der der Verbraucheranschluß 19 mit dem Pumpenanschluß 7 verbunden ist, mit der Nut 23 in der Steuerbohrung 2. Die Nut 23 ist mit dem Lastmeldekanal 24 verbunden. Durch die Rückmeldung des Lastdrucks an die Verstelleinrichtung kann der Förderstrom der Pumpe und damit auch die Leistung dem tatsächlichen Bedarf angepaßt werden.

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Schaltstellung	Magnet a	: strom b	Verbindung	schnell senker
0	0	0	A-T; B-T	normal senken
1 a	R	0	B-T;	kriechend senken
1 a, b	R	0<L<R	B-T;	Stop
1 c	R	R		kriechend heben
2 a	R<i<S	R	P-A;	normal heben
2 a, b	S	R<i<S	P-A; P-B	schnell heben
2 c	S	S	P-A; P-B

Tabelle

Schaltstellung	Magnet A	strom B	Verbindung	Funktion
0	0	0	0	Stop Fail safe
1 A	R Ruhe strom	0	A-T; 0	Entlasten A
2 A	R<iA	0	A-T; P-B	Betrieb B
1 B	0	Ruhe strom R	B-T; 0	Entlasten B
2 B	0	R<iB	B-T; P-A	Betrieb A
3	R	R	A-T; B-T	Schwimm- stellung

Tabelle

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BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG

1 Gehäuse

2 Bohrung, Steuerbohrung

3 erster Schieber, Steuerschieber

4 zweiter Schieber, Steuerschieber

5 Steuerbund

6 Steuerbund

7 Pumpenanschluß

8 Pumpenanschluß

9 Führungsbund

10 Führungsbund

11 Ring

12 Ring

13 UbervTurf

14 Ansatz

15 Feder

16 Tankanschluß

17 Tank

18 Verbraucher

19 Verbraucher

20 Stellpumpe

21 Verstelleinrichtung

22 Drossel

23 Nut

24 Lastmeldeleitung

25 Lastmeldekanal, Axialkanal

26 Bohrung

27 Vorsteuerventil

28 Vorsteuerventil

29 Stellmagnet

30 Stellmagnet

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I 31 Stoß-Ende
I 32 Stoß-Ende
I 33 Vorsteuerkammer
I 34 Vorsteuerkammer
I 35 Verbraucher
1 36 Tanksteuerbund
I 37 Tanksteuerbund
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Claims

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1. Wegeventil mit mehreren Verbraucheranschlüssen, Kennzeichen;

das Ventil besitzt eine Steuerbohrung (2); in der Steuerbohrung (2) sind zwei Steuerschieber (3, 4) im Bereich je eines Verbraucheranschlusses (18, 19) fluchtend geführt,

jeder Steuerschieber (3, 4) ist mit seinem Ende in einer Vorsteuerkammer (33, 34) geführt und besitzt einen Steuerbund (5, 6; 36, 37), der im Bereich des zugeordneten Verbraucheranschlusses (18, 19) beweglich ist.

2. Wegeventil na^h Anspruch 1,
Kennzeichen:

jedem der beiden Steuerschieber ist ein zwischen den beiden Verbraucheranschlüssen (18, 19) radial abzweigender Tankkanal (16) und je ein Pumpenkanal (7, 8) im Ventilgehäuse (1) zugeordnet, die jeweils an den beiden Enden in die Steuerbohrung (2) münden.

3. Wegeventil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

zumindest einer der Steuerschieber (3,4) durch eine Betätigungseinrichtung (29, 30) einseitig angesteuert wird und daß der Steuerschieber (3, 4) in seiner Endstellung den anderen Steuerschieber mit einander zugewandten Stoßenden (31, 32) ebenfalls in eine Endstellung verschiebt.

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4. Wegeventil nach Anspruch 1 oder 2, Kennzeichen:

die Steuerschieber (3, 4) sind völlig unabhängig geführt und das Wegeventil weist zwei Verbraucheranschlüsse (18, 19), vorzugsweise zum Ansteuern eines einzigen Verbrauchers (35)CFig. 1), auf.

5. Wegeventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, Kennzeichen:

die Steuerbohrung (2) und die Steuerschieber (3, 4) sind identisch und spiegelsymmetrisch zur mittleren Normalebene der Steu^-rbohrung (2) ausgelegt.

6. Wegeventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

die einander zugewandten Seiten der Steuerschieber (3, 4) in den mittleren, den radialen Tankanschluß (16) aufweisenden Teil der Steuerbohrung (2) ragen.

7. Wegeventil nach Anspruch 6,
Kennzeichen:

jeweils ein Verbraucheranschluß (18, 19) mündet zwischen dem Jiittigen Tankkanal (16) und den jeweils endseitigen Pumpenkanälen (7, 8) in die Steuerbohrung (2),
und jeder Steuerschieber (3, 4) weist Steuerbünde (5, 6; 36, 37) mit positiver Überdeckung des zugeordneten Verbraucherkanals (18, 19) auf.

8. Wegeventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

in die VorSteuerkammer (33, 34) eines jeden Steuerschiebers (3, 4) eine von einem VorSteuerventil (27, 28) ausgehende Steuerleitung mündnt, und daß jedes Vorsteuerventil (27, 28) einen Magneten (29, 30) als Betätigungseinrichtung besitzt.

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9. Wegeventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche _t Kennzeichen:

jeder Steuerschieber (3 _f 4) ist mit einer gefesselten Feder (15) in jeweils einer der beiden Vorsteuerkammern (33, 34) eingespannt.

10. Wegeventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

ein Kanalsystem, bestehend aus einer ersten Radialbohrung (26), einem Axialkanal (25) sowie einer zweiten, in einer Ringnut (23) mündenden Radialbohrung in zumindest einem der Steuerschieber (3, 4) sowie ein Lastmeldekanal (24) mit Ringnut '40) im Ventilgehäuse (1) ausgebildet sind, und

daß der Verbraucheranschluß (19) und dia Verstelleinrichtung (21) für die Stellpumpe (20) über das Kanalsystem hydraulisch verbindbar sind.