EP1108895A1 - Hydraulic valve to control a consumer independent of the load - Google Patents
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- EP1108895A1 EP1108895A1 EP00124779A EP00124779A EP1108895A1 EP 1108895 A1 EP1108895 A1 EP 1108895A1 EP 00124779 A EP00124779 A EP 00124779A EP 00124779 A EP00124779 A EP 00124779A EP 1108895 A1 EP1108895 A1 EP 1108895A1
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- F15B2013/0413—Valve members; Fluid interconnections therefor with four or more positions
Definitions
- the invention is based on a hydraulic directional valve that is independent of the load Control of a hydraulic consumer, especially a hydraulic one Consumer of a mobile machine, in terms of direction and speed and serves the features from the preamble of the claim 1 has.
- a hydraulic travel drive known from DE-OS 1 901 762
- the directional control valve is one with four connections, namely with one the inlet connection connected to the hydraulic pump, with one connected to the tank Drain connection and with two consumer connections, of which lines lead to the two sides of the wheel motors, and with three positions.
- the two consumer connections are in the middle position of the directional control valve and fluidly connected to the tank, the wheel motors are, so to speak switched off and can e.g. crank when towing the working machine.
- the wheel motors which is why the corresponding position of a directional valve in the following is also referred to as a swimming function position.
- the two side Positions of the directional control valve is the one connection of the wheel motors with the Hydraulic pump and the other connection connected to the tank. Depending on The wheel motors rotate which side position the directional valve assumes in a first direction or in the opposite, second direction.
- a hydraulic travel drive is also known from DE-GM 92 046 646, the hydraulic wheel motors operated in open hydraulic circuits become.
- a proportional directional control valve is used to control two wheel motors on a first axis used, which in turn has four connections, namely an inlet connection, has a drain connection and two consumer connections, in whose middle position now blocked all four connections against each other are. This middle position is therefore called the locking function position.
- In her can neither flow pressure medium to the two wheel motors mentioned Flow pressure fluid away from the two wheel motors.
- In the middle position of the directional valve can the mobile work machine through the wheel motors on the Be held if the machine is on level ground or only has to be stopped briefly.
- Hydraulic directional control valves are known which assume a total of four positions can. It is expressly pointed out here that with Position not a very specific position of the control spool, but stroke ranges of the control spool are meant, which are characterized by the hydraulic connections the connections of the valve from each other. For example, out DE 35 08 340 A1 a directional control valve with four switching positions known within a throttle control is used. In a spring-centered neutral position of the control spool, the two consumer connections are against each other as well as blocked against the inlet connection and the outlet connection. The neutral position has a locking function. From this blocking function position position Control spools are moved in one direction to the first consumer connection with the tank connection and the second consumer connection with to connect the inlet connection.
- control spool moves in the other direction, this first comes into a position in which the first consumer connection with the inlet connection and the second consumer connection is connected to the drain connection. Beyond this position, the Control spool in a fourth position, in which the two consumer connections are connected to each other and to the drain connection.
- This fourth switching position is therefore a floating function position. It lies from seen from the spring-centered locking function position, beyond the one directional function position.
- the directional valve is used to e.g. the shovel of a wheel loader or the Floating fork of a forklift. Because before swimming the equipment has to be dumped on the floor here anyway if it is not already on the floor. However, in other applications uncontrolled movements by crossing a directional function position of the controlled hydraulic consumer take place, which can be dangerous can.
- the well-known hydraulic directional valve for load-independent control of a hydraulic consumer is designed to operate in a special way load-independent control, namely a control with a load-independent Flow distribution of the amount of pressure medium to be used. Flows here the pressure medium first by moving the spool in her Flow cross section changeable orifice, then via one of the orifice downstream pressure compensator and only then via the direction control.
- the pressure compensator is determined in the opening direction by the pressure after the metering orifice and in the closing direction from the highest load pressure and from a weak one Pressurized spring applied.
- the invention has for its object to provide a hydraulic directional valve load-independent control of a hydraulic consumer, which features from the preamble of claim 1, to further develop that certain hydraulic consumers in different operating modes can be controlled without dangerous movements occurring.
- This task is performed on a hydraulic directional valve with the features the preamble of claim 1 according to the invention solved in that according to the characterizing part of claim 1, the swimming function position of the control spool between the locking function position and one Directional function position.
- a hydraulic directional valve according to the invention is particularly suitable for use within a hydraulic travel drive, for controlling a bogie axis and for controlling hydraulic ones Rotary drives suitable for cranes.
- a bogie axis is an axis that carries two wheels arranged one behind the other in the longitudinal direction of the vehicle and is pivotable about itself.
- Bogie axes are used especially in forestry machines. In the forest the wheels swing freely, i.e. the bogie axis can swim when driven becomes. When you start working with the forest machine crane, on the other hand, all pivot points should be locked so that the machine has a fixed Stand. In difficult terrain, e.g. however, when driving over a pit a bow wheel must be raised and held up. As a result, it is convenient if with a directional control valve that is used to control a bogie axis is, according to claim 4 predetermined by a spring arrangement Rest position of the control spool is the locking function position. The device is then firmly supported and you can work with the crane.
- the control spool is in from the rest position moved a floating function position in which the consumer connections with connected to the tank and the bogie axis can swing freely. Do you want one Raise the wheel so that the control spool is brought into a directional function position.
- the control for the bogie axis is also intrinsically safe. In the event of a failure due to the spring centering, the control slide reaches the locking function position, in which the bogie axis is blocked for movement and the stability of the Vehicle is guaranteed. Only the driving comfort deteriorates.
- the swimming function position follows as the rest position after each actuation direction of the control slide towards a locking function position.
- the swimming function position is between a blocking function position and a directional function position if also not immediately next to the latter.
- a larger part of the Slider strokes can be used to control the speed.
- this can be of particular advantage since you usually drive forward drives faster than reverse and then in for speed control Forward stroke a large stroke is available.
- the control slide is slidable in a sliding hole, around which usually spaced apart control chambers run around, the fluidic Connections with each other can be controlled via the control slide.
- control chambers that are connected to the consumer connections are connected and are called consumer chambers in the following.
- drainage chambers which are the consumer chambers are adjacent and connected to the drain port of the directional valve are. So to fluid a consumer connection with the drain connection To connect, the spool must have a flow cross-section between one Open the consumer chamber and the neighboring drain chamber.
- control spool a radially open and axially extending in its longitudinal direction has connection groove limited on both sides, the length of which is greater than the clear distance between the consumer chamber and the drain chamber.
- This connecting groove can be easily inserted into a slide collar of the control slide.
- the connection between the consumer chamber and drain chamber more or less throttled.
- the connection is interrupted as soon as one or the other end of the connecting groove from the web between the consumer chamber and the drain chamber of the valve housing is covered.
- a locking function position between one Floating function position and a directional function position is obtained one advantageously by means of a configuration according to claim 9.
- the swimming function position between the blocking function position and a directional function position.
- an outlet cross-section between the one consumer chamber and a drainage chamber can be opened from zero, if at the transition from a swimming function position to the neighboring directional function position the fluidic connection existing in the floating function position between the consumer chamber and the drain chamber initially is interrupted once. How this can be achieved cheaply is in claim 11 specified.
- the directional control valve is preferably electrical or electro-hydraulic actuatable.
- the electrical pilot control given control signals electrically processed and accordingly modified to be given to the electrical actuators.
- the spool in an outside of the rest position Locking function position or swimming function position with a very specific one Hold as long as the electrical pilot signal within a certain Range.
- the two proportionally adjustable directional valves shown are intended to around together with a pressure compensator upstream of a metering orifice to control a hydraulic consumer independent of load pressure.
- Directional control valve and pressure compensator form one Directional valve disc combined with a valve housing 10.
- a slide bore 11 through which a control slide 12 is axially movable is.
- the length of the control slide 12 coincides with the length of the slide bore 11 from one end face 13 to the other end face 14 of the valve housing 10 match.
- the slide bore 11 is axially spaced from five Control chambers surround the inflow of pressure medium to and the outflow pressure medium from a hydraulic consumer, e.g.
- the central control chamber 15 of the five control chambers is the inlet chamber. This flows pressure medium through a channel 16 from the pressure compensator 17. Is located on both sides of the inlet chamber a consumer chamber 18 or 19, each with one at the end of one Consumer channel lying consumer connection 20 or 21 of the valve disc connected is. An outlet chamber follows each consumer chamber 18 or 19 22 and 23, respectively, which become one of two passing through the valve housing 10 Tank channels 24 is open.
- the control slide 12 takes due to two centering springs 34 which in the End faces 13 and 14 of the valve housing 10 attached and the slide hole 11 outwardly closing covers 35 are accommodated, a middle position a, from which it can be constantly adjusted in opposite directions can. At maximum stroke, it strikes an adjustable stroke limiter 36 at.
- the control slide 12 has a slide neck 37 which in the Center position to the inlet chamber 15 is centered.
- the two tax authorities 38 and 39 on both sides of the slider neck 37 are so long that in the middle position of the Control spool one end face at a distance from the inlet chamber 15 and its other end face is in the drain chamber 22 or 23.
- Both piston collars have control grooves 40 and 41 on one end face and on the other other end face are axially open.
- control grooves 40 and 41 In the middle position of the control spool 12 are the control grooves 40 and 41 from those located between the control chambers Housing bars covered so that no open fluidic via the control grooves There is a connection between the individual control chambers. After a short Another neck follows the control collar 39, another slide collar 42, the seals the spring chamber in a cover 35 against the drain chamber 23.
- the distance between the drain chamber 22 and the end face 13 of the valve housing 10 is greater than the distance between the drain chamber 23 and the End face 14.
- the entrance to each of the two chambers 43 and 45 is one Pressure relief valve 46 connected.
- Each of these two pressure relief valves is installed in a bore of the valve housing 10. In the in the FIGS. 3 and 5 of the central position of the control slide 12 shown, a slide collar is sufficient 47 from the end face 13 of the valve housing 10 into the area of the housing web between the chamber 45 and the drain chamber 22.
- the pressure compensator 17 has a control piston 65, which is in a slide bore 11 running in parallel and from the end face 14 into the valve housing 10 introduced blind hole 66 is inserted.
- a control piston 65 which is in a slide bore 11 running in parallel and from the end face 14 into the valve housing 10 introduced blind hole 66 is inserted.
- In the blind bore 66 are axial spaced apart from each other an inlet chamber 67 which is perpendicular to the one Cut plane according to Figures 3 and 5 extending inlet bore 68 cut is formed, and a drain chamber 69, which via the channel 16 with the inlet chamber 15 of the slide bore 11 is connected.
- the control piston 65 has an opening cross section with a control edge 70 which is provided with fine control grooves to influence between the two chambers 67 and 69.
- a compression spring 71 whose pressure equivalent is in the range between 10 and 20 bar.
- control grooves are in the central position of the control slide 12 40 and 41 covered on the tax authorities 38 and 39, so that none of them there is a fluidic connection between the control chambers.
- the rest are larger in cross section than the control grooves 40, a flow cross section between the other consumer chamber and the corresponding drain chamber 22 or 23 open.
- a metering orifice is implemented, via which one Pressure difference drops, which is kept constant by the pressure compensator 17 and which corresponds to the force of the compression spring 71.
- the hydraulic consumer the amount of pressure medium flowing in depends only on the stroke of the spool 12, but not from the load or pump pressure.
- a spring chamber is used to move the control slide 12 out of its central position acted upon by a control pressure in one of the two covers 35.
- two electromagnetically actuated pilot valves 72 and 73 which in the a cover 35 are used and the proportionally adjustable pressure reducing valves are trained.
- a maximum control pressure of e.g. 30 bar the two pilot valves 72 and 73 control oil is limited via a channel 74 in Valve housing 10 supplied, while control oil flow through a channel 75 can.
- control slide 12 3 and 4 also via the connecting grooves 80 and 81 no fluidic connection between a consumer chamber 18 or 19 and a drain chamber 22 or 23. All control chambers are shut off from each other.
- the central position of the control slide 12 is therefore the blocking function position.
- the connecting grooves 80 and 81 of the embodiment according to Figures 3 and 4 and the connecting grooves 82 of the embodiment of Figure 5 are in the longitudinal direction of the Control spool 12 longer than the clear distance between a consumer chamber and the neighboring drain chamber.
- control grooves 80 and 81 are arranged on the control collars 38 and 39 so that a control groove 80 on one piston collar and a control groove 80 on the other Piston collar and a control groove 81 on a piston collar with a control groove 81 are in alignment with each other on the other piston collar.
- a connecting groove 82 is aligned on the slide collar 38 with a connecting groove 82 on the slide collar 39
- the location of the connecting grooves 82 on the control collars 38 and 39 is such that in the centered central position of the control slide 12, the connecting groove 82 of the tax authority 38 to both the consumer chamber 18 and Drain chamber 22 and the connecting groove 82 on the control collar 39 both to the consumer chamber 19 and the drain chamber 23 is open.
- the two Consumer chambers 18 and 19 fluidly with the drain connection of the directional valve connected.
- the central position of the control spool corresponds to that Floating function position. If the control slide is now considered, as shown in FIG. 5, moved to the left, the connecting groove 82 in the Control collar 38 to the consumer chamber 18 and the connecting groove 82 in Control collar 39 closed to the drain chamber 23. The spool 12 has then reaches the blocking function position on one side of the middle position. After a further stroke, the control grooves 41 of the control collar open 39 a connection between the consumer chamber 19 and the drain chamber 23 and the control grooves 40 in the control collar 38 a connection between the inlet chamber 15 and the consumer chamber 18. The control slide is located then in one directional function position, whereby by further displacement to the left the quantity of pressure medium supplied to a hydraulic consumer increases.
- FIG. 1 The circuit diagram of Figure 1 is in accordance with the embodiment of Figure 5 designed. It becomes clear once again that in the middle position of the control spool 12 the consumer chambers 18 and 19 and the chambers 43, 44 and 45 are connected to the drain chambers 22 and 23, and that the inlet chamber 15 is locked.
- the connection between a consumer chamber and the neighboring one Drain chamber is a throttled connection, which is shown in Figure 1 the chokes formed by the connecting grooves 82 is indicated.
- the swimming function position is followed in the middle by one Lock function position and then a directional function position.
- the schematic 2 shows clearly that in the embodiment according to FIGS.
- a directional control valve with the circuit diagram according to FIG. 1 is preferred for controlling a hydraulic travel drive
- a directional control valve with the circuit diagram according to FIG. 2 preferably for controlling a bogie axis or a rotary drive for a crane or used a rotator at the free end of a crane.
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Wegeventil, das zur lastunabhängigen Steuerung eines hydraulischen Verbrauchers, insbesondere eines hydraulischen Verbrauchers einer mobilen Arbeitsmaschine, hinsichtlich Richtung und Geschwindigkeit dient und das die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist.The invention is based on a hydraulic directional valve that is independent of the load Control of a hydraulic consumer, especially a hydraulic one Consumer of a mobile machine, in terms of direction and speed and serves the features from the preamble of the claim 1 has.
Es ist bekannt, die Radmotoren eines hydraulischen Fahrantriebs in einem offenen hydraulischen Kreislauf zu betreiben und die Druckmittelwege zwischen den Radmotoren, einer Hydropumpe und einem Tank mit Hilfe eines Wegeventils zu steuern. Bei einem aus der DE-OS 1 901 762 bekannten hydraulischen Fahrantrieb ist das Wegeventil ein solches mit vier Anschlüssen, nämlich mit einem mit der Hydropumpe verbundenen Zulaufanschluß, mit einem mit dem Tank verbundenen Ablaufanschluß und mit zwei Verbraucheranschlüssen, von denen Leitungen zu den beiden Seiten der Radmotoren führen, und mit drei Stellungen. In einer Mittelstellung des Wegeventils sind die beiden Verbraucheranschlüsse miteinander und mit dem Tank fluidisch verbunden, die Radmotoren sind sozusagen abgeschaltet und können z.B. beim Abschleppen der Arbeitsmaschine durchdrehen. In der Mittelstellung des Wegeventils hat man also eine Art Schwimmbetrieb der Radmotoren, weshalb die entsprechende Stellung eines Wegeventils im folgenden auch als Schwimmfunktionsstellung bezeichnet wird. In den beiden seitlichen Stellungen des Wegeventils ist der eine Anschluß der Radmotoren mit der Hydropumpe und der jeweils andere Anschluß mit dem Tank verbunden. Je nachdem welche seitliche Stellung das Wegeventil einnimmt, drehen sich die Radmotoren also in eine erste Richtung oder in die entgegengesetzte, zweite Richtung. It is known to open the wheel motors of a hydraulic travel drive operate hydraulic circuit and the pressure medium paths between the Wheel motors, a hydraulic pump and a tank with the help of a directional valve Taxes. In a hydraulic travel drive known from DE-OS 1 901 762 the directional control valve is one with four connections, namely with one the inlet connection connected to the hydraulic pump, with one connected to the tank Drain connection and with two consumer connections, of which lines lead to the two sides of the wheel motors, and with three positions. In a The two consumer connections are in the middle position of the directional control valve and fluidly connected to the tank, the wheel motors are, so to speak switched off and can e.g. crank when towing the working machine. So in the middle position of the directional control valve you have a kind of swimming operation the wheel motors, which is why the corresponding position of a directional valve in the following is also referred to as a swimming function position. In the two side Positions of the directional control valve is the one connection of the wheel motors with the Hydraulic pump and the other connection connected to the tank. Depending on The wheel motors rotate which side position the directional valve assumes in a first direction or in the opposite, second direction.
Auch aus dem DE-GM 92 046 646 ist ein hydraulischer Fahrantrieb bekannt, dessen hydraulische Radmotoren in offenen hydraulischen Kreisläufen betrieben werden. Zur Steuerung zweier Radmotoren einer ersten Achse wird ein Proportional-Wegeventil verwendet, das wiederum vier Anschlüsse, nämlich einen Zulaufanschluß, einen Ablaufanschluß und zwei Verbraucheranschlüsse, aufweist, in dessen Mittelstellung nun jedoch alle vier Anschlüsse gegeneinander abgesperrt sind. Diese Mittelstellung sei deshalb als Sperrfunktionsstellung bezeichnet. In ihr kann weder Druckmittel den beiden genannten Radmotoren zufließen noch Druckmittel von den beiden Radmotoren wegfließen. In der Mittelstellung des Wegeventils kann also die mobile Arbeitsmaschine durch die Radmotoren auf der Stelle gehalten werden, sofern die Arbeitsmaschine auf ebenem Gelände steht oder nur kurz angehalten werden muß. Im übrigen ist normalerweise eine mobile Arbeitsmaschine mit einem hydraulischen Fahrantrieb zusätzlich mit einer Feststellbremse ausgerüstet. Ein Schwimmen der beiden Radmotoren ist hier nicht möglich.A hydraulic travel drive is also known from DE-GM 92 046 646, the hydraulic wheel motors operated in open hydraulic circuits become. A proportional directional control valve is used to control two wheel motors on a first axis used, which in turn has four connections, namely an inlet connection, has a drain connection and two consumer connections, in whose middle position now blocked all four connections against each other are. This middle position is therefore called the locking function position. In her can neither flow pressure medium to the two wheel motors mentioned Flow pressure fluid away from the two wheel motors. In the middle position of the directional valve can the mobile work machine through the wheel motors on the Be held if the machine is on level ground or only has to be stopped briefly. Incidentally, is usually a mobile Working machine with a hydraulic travel drive with a parking brake equipped. The two wheel motors are not swimming here possible.
Es sind hydraulische Wegeventile bekannt, die insgesamt vier Stellungen einnehmen
können. Dabei sei hier ausdrücklich darauf hingewiesen, daß hier mit
Stellung nicht eine ganz bestimmte Position des Steuerschiebers, sondern Hubbereiche
des Steuerschiebers gemeint sind, die sich durch die hydraulischen Verbindungen
der Anschlüsse des Ventils voneinander unterscheiden. So ist z.B. aus
der DE 35 08 340 A1 ein Wegeventil mit vier Schaltstellungen bekannt, das innerhalb
einer Drosselsteuerung eingesetzt wird. In einer federzentrierten Neutralstellung
des Steuerschiebers sind die beiden Verbraucheranschlüsse gegeneinander
sowie gegen den Zulaufanschluß und den Ablaufanschluß abgesperrt. Die Neutralstellung
hat also Sperrfunktion. Aus dieser Sperrfunktionsstellung kann der
Steuerschieber in die eine Richtung verschoben werden, um den ersten Verbraucheranschluß
mit dem Tankanschluß und den zweiten Verbraucheranschluß mit
dem Zulaufanschluß zu verbinden. Bei einer Verschiebung des Steuerschiebers in
die andere Richtung kommt dieser zunächst in eine Stellung, in der der erste Verbraucheranschluß
mit dem Zulaufanschluß und der zweite Verbraucheranschluß
mit dem Ablaufanschluß verbunden ist. Über diese Stellung hinaus kann der
Steuerschieber in eine vierte Stellung gebracht werden, in der die beiden Verbraucheranschlüsse
miteinander und mit dem Ablaufanschluß verbunden sind.
Diese vierte Schaltstellung ist also eine Schwimmfunktionsstellung. Sie liegt, von
der federzentrierten Sperrfunktionsstellung aus gesehen, jenseits der einen Richtungsfunktionsstellung.Hydraulic directional control valves are known which assume a total of four positions
can. It is expressly pointed out here that with
Position not a very specific position of the control spool, but stroke ranges
of the control spool are meant, which are characterized by the hydraulic connections
the connections of the valve from each other. For example, out
Es sind auch schon hydraulische Wegeventile zur lastunabhängigen, sogenannten Load-Sensing-Steuerung eines hydraulischen Verbrauchers mit vier Schaltstellungen bekannt. Diese Wegeventile haben eine federzentrierte Neutralstellung, in der wiederum zwei Verbraucheranschlüsse gegeneinander und gegen den Zulaufanschluß und den Tankanschluß abgesperrt sind. Auf diese Sperrfunktionsstellung des Ventils folgt in beide Betätigungsrichtungen des Steuerschiebers jeweils unmittelbar eine Richtungsfunktionsstellung, in der der eine Verbraucheranschluß mit dem Zulaufanschluß und der andere Verbraucheranschluß mit dem Tankanschluß verbunden ist. Jenseits der einen Richtungsfunktionsstellung schließlich liegt noch eine Schwimmfunktionsstellung, in der beide Verbraucheranschlüsse mit dem Tankanschluß verbunden sind. Auch hier muß, um von der Sperrfunktionsstellung in die Schwimmfunktionsstellung zu gelangen, eine Richtungsfunktionsstellung überfahren werden. Dies ist nicht weiter nachteilig, wenn das Wegeventil dazu benutzt wird, um z.B. die Schaufel eines Radladers oder die Gabel eines Gabelstaplers schwimmen zu lassen. Denn vor dem Schwimmen muß hier ohnehin die Ausrüstung auf den Boden abgelassen werden, wenn sie nicht schon auf dem Boden aufliegt. Bei anderen Anwendungen jedoch können durch das Überfahren einer Richtungsfunktionsstellung unkontrollierte Bewegungen des gesteuerten hydraulischen Verbrauchers stattfinden, die gefährlich sein können.There are also hydraulic directional valves for load-independent, so-called Load sensing control of a hydraulic consumer with four switch positions known. These directional control valves have a spring-centered neutral position, in which in turn two consumer connections against each other and against the inlet connection and the tank connection are blocked. On this locking function position of the valve follows in both directions of actuation of the control spool immediately a directional function position in which the one consumer connection with the inlet connection and the other consumer connection with the Tank connection is connected. Beyond one directional function position finally there is a floating function position in which both consumer connections are connected to the tank connection. Here, too, in order to avoid the Lock function position to get into the swimming function position, a directional function position be run over. This is not a further disadvantage if the directional valve is used to e.g. the shovel of a wheel loader or the Floating fork of a forklift. Because before swimming the equipment has to be dumped on the floor here anyway if it is not already on the floor. However, in other applications uncontrolled movements by crossing a directional function position of the controlled hydraulic consumer take place, which can be dangerous can.
Das bekannte hydraulische Wegeventil zur lastunabhängigen Steuerung eines hydraulischen Verbrauchers ist derart gestaltet, um in einer besonderen Art der lastunabhängigen Steuerung, nämlich einer Steuerung mit einer lastunabhängigen Durchflußverteilung der Druckmittelmenge, verwendet zu werden. Hier fließt das Druckmittel zunächst über eine durch Verschieben des Steuerschiebers in ihrem Durchflußquerschnitt veränderbare Zumeßblende, dann über eine der Zumeßblende nachgeordnete Druckwaage und erst dann über die Richtungssteuerung. Die Druckwaage wird in Öffnungsrichtung vom Druck nach der Zumeßblende und in Schließrichtung vom höchsten Lastdruck und von einer schwachen Druckfeder beaufschlagt.The well-known hydraulic directional valve for load-independent control of a hydraulic consumer is designed to operate in a special way load-independent control, namely a control with a load-independent Flow distribution of the amount of pressure medium to be used. Flows here the pressure medium first by moving the spool in her Flow cross section changeable orifice, then via one of the orifice downstream pressure compensator and only then via the direction control. The pressure compensator is determined in the opening direction by the pressure after the metering orifice and in the closing direction from the highest load pressure and from a weak one Pressurized spring applied.
Aus dem Datenblatt RD 64 282/01.97 der Anmelderin ist ein hydraulisches Wegeventil zur lastunabhängigen Steuerung eines hydraulischen Verbrauchers bekannt, bei dem die Druckwaage der Zumeßblende vorgeschaltet ist. Hier wird die Druckwaage in Schließrichtung von dem Druck stromauf der Zumeßblende in Schließrichtung und vom individuellen Lastdruck des jeweiligen Verbrauchers und von einer Feder, die die Druckdifferenz über die Zumeßblende bestimmt, in Schließrichtung beaufschlagt.From the data sheet RD 64 282 / 01.97 from the applicant is a hydraulic directional valve known for load-independent control of a hydraulic consumer, in which the pressure compensator is connected upstream of the metering orifice. Here is the Pressure compensator in the closing direction from the pressure upstream of the metering orifice in Closing direction and the individual load pressure of the respective consumer and by a spring, which determines the pressure difference across the metering orifice, in Closing direction applied.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Wegeventil zur lastunabhängigen Steuerung eines hydraulischen Verbrauchers, das die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist, so weiterzuentwickeln, daß damit bestimmte hydraulische Verbraucher in den verschiedenen Betriebsarten angesteuert werden können, ohne daß gefährliche Bewegungen auftreten. Diese Aufgabe wird bei einem hydraulischen Wegeventil mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 die Schwimmfunktionsstellung des Steuerschiebers zwischen der Sperrfunktionsstellung und einer Richtungsfunktionsstellung liegt. Ein erfindungsgemäßes hydraulisches Wegeventil ist besonders für den Einsatz innerhalb eines hydraulischen Fahrantriebs, für die Steuerung einer Bogieachse sowie für die Steuerung von hydraulischen Drehantrieben an Kranen geeignet. Eine Bogieachse ist dabei eine Achse, die zwei in Längsrichtung des Fahrzeugs hintereinander angeordnete Räder trägt und um sich selbst verschwenkbar ist.The invention has for its object to provide a hydraulic directional valve load-independent control of a hydraulic consumer, which features from the preamble of claim 1, to further develop that certain hydraulic consumers in different operating modes can be controlled without dangerous movements occurring. This task is performed on a hydraulic directional valve with the features the preamble of claim 1 according to the invention solved in that according to the characterizing part of claim 1, the swimming function position of the control spool between the locking function position and one Directional function position. A hydraulic directional valve according to the invention is particularly suitable for use within a hydraulic travel drive, for controlling a bogie axis and for controlling hydraulic ones Rotary drives suitable for cranes. A bogie axis is an axis that carries two wheels arranged one behind the other in the longitudinal direction of the vehicle and is pivotable about itself.
Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Wegeventils finden sich in den Unteransprüchen.Advantageous configurations of a directional valve according to the invention can be found in the subclaims.
Bogieachsen werden insbesondere bei Forstmaschinen verwendet. Im Forst sollen die Räder frei pendeln, d.h., die Bogieachse schwimmen können, wenn gefahren wird. Wenn man damit anfängt, mit dem Kran der Forstmaschine zu arbeiten, sollen dagegen alle Gelenkpunkte gesperrt sein, damit die Maschine einen festen Stand hat. In schwierigem Gelände, z.B. beim Überfahren einer Grube dagegen muß ein Bogierad angehoben und hochgehalten werden. Demzufolge ist es günstig, wenn bei einem Wegeventil, das zur Steuerung einer Bogieachse eingesetzt wird, gemäß Patentanspruch 4 eine durch eine Federanordnung vorgegebene Ruhestellung des Steuerschiebers die Sperrfunktionsstellung ist. Das Gerät ist dann fest abgestützt und man kann mit dem Kran arbeiten. Sobald man mit der Maschine losfahren will, wird der Steuerschieber aus der Ruhestellung heraus in eine Schwimmfunktionsstellung verschoben, in der die Verbraucheranschlüsse mit dem Tank verbunden sind und die Bogieachse frei pendeln kann. Will man ein Rad heben, so wird der Steuerschieber in eine Richtungsfunktionsstellung gebracht. Die Steuerung für die Bogieachse ist auch eigensicher. Bei einem Ausfall gelangt der Steuerschieber aufgrund der Federzentrierung in die Sperrfunktionsstellung, in der die Bogieachse für eine Bewegung gesperrt und die Stabilität des Fahrzeugs gewährleistet ist. Es verschlechtert sich lediglich der Fahrkomfort.Bogie axes are used especially in forestry machines. In the forest the wheels swing freely, i.e. the bogie axis can swim when driven becomes. When you start working with the forest machine crane, on the other hand, all pivot points should be locked so that the machine has a fixed Stand. In difficult terrain, e.g. however, when driving over a pit a bow wheel must be raised and held up. As a result, it is convenient if with a directional control valve that is used to control a bogie axis is, according to claim 4 predetermined by a spring arrangement Rest position of the control spool is the locking function position. The device is then firmly supported and you can work with the crane. As soon as one with the If the machine wants to drive off, the control spool is in from the rest position moved a floating function position in which the consumer connections with connected to the tank and the bogie axis can swing freely. Do you want one Raise the wheel so that the control spool is brought into a directional function position. The control for the bogie axis is also intrinsically safe. In the event of a failure due to the spring centering, the control slide reaches the locking function position, in which the bogie axis is blocked for movement and the stability of the Vehicle is guaranteed. Only the driving comfort deteriorates.
Vorteilhafterweise schließt sich bei einem hydraulischen Wegeventil gemäß Anspruch 4 an die Sperrfunktionsstellung nach beiden entgegengesetzten Betätigungsrichtungen hin jeweils eine Schwimmfunktionsstellung an.Advantageously, closes in a hydraulic directional valve according to claim 4 to the locking function position in both opposite directions towards a swimming function position.
Bei einem Fahrantrieb ist es günstiger, wenn die Verbraucheranschlüsse und damit die Radmotoren in der Ruhestellung des Wegeventils zum Tank entlastet werden. Die Maschine kann dann noch mit den nicht ausgefallenen Motoren fahren oder auch abgeschleppt werden. Dementsprechend ist es beim Einsatz eines erfindungsgemäßen hydraulischen Wegeventils innerhalb eines Fahrantriebs günstig, wenn die Ruhestellung, die der Steuerschieber aufgrund einer Federanordnung einnimmt, gemäß Anspruch 2 die Schwimmfunktionsstellung ist. Um mit einer Maschine, die mit einem solchen Fahrantrieb ausgestattet ist, zu fahren, wird der Steuerschieber aus der Schwimmfunktionsstellung über die Sperrfunktionsstellung in eine Richtungsfunktionsstellung gebracht. In der Sperrfunktionsstellung sind beide Verbraucheranschlüsse verschlossen, so daß bei der weiteren Verschiebung des Steuerschiebers die Maschine normal mit einer zur Auslenkung des Steuerschiebers proportionalen Geschwindigkeit gefahren werden kann. Beim Anhalten der Maschine geht der Steuerschieber in die Sperrfunktionsstellung zurück. Die mit dem Wegeventil gesteuerten Radmotoren und damit die entsprechenden Räder bleiben somit stehen. Falls ein größeres Haltemoment erforderlich ist, wird noch die Bremse betätigt.With a travel drive, it is cheaper if the consumer connections and so that the wheel motors are relieved to the tank when the directional control valve is at rest become. The machine can then still run with the failed motors or be towed away. Accordingly, it is when using a Hydraulic directional control valve according to the invention within a travel drive favorable if the rest position that the control slide due to a spring arrangement takes, according to claim 2, the swimming function position. To with to drive a machine equipped with such a drive, the control slide from the floating function position over the locking function position brought into a directional function position. In the blocking function position are both consumer connections closed, so that in the further Moving the control spool the machine normally with one to deflect proportional speed of the spool can be driven. At the When the machine stops, the control spool returns to the locking function position. The wheel motors controlled with the directional control valve and thus the corresponding ones The wheels stop. If a larger holding torque is required the brake is still applied.
Gemäß Patentanspruch 3 schließt sich an die Schwimmfunktionsstellung als Ruhestellung nach jeder Betätigungsrichtung des Steuerschiebers hin eine Sperrfunktionsstellung-an. Auch hier befindet sich die Schwimmfunktionsstellung zwischen einer Sperrfunktionsstellung und einer Richtungsfunktionsstellung, wenn auch nicht unmittelbar neben letzterer. Es ist jedoch auch möglich, nur auf der einen Seite der Schwimmfunktionsstellung eine Sperrfunktionsstellung zu haben. In diesem unsymmetrischen Fall kann in die eine Richtung ein größerer Teil des Schieberhubs zum Steuern der Geschwindigkeit verwendet werden. Bei einem Fahrantrieb kann dies von besonderem Vorteil sein, da man üblicherweise vorwärts schneller als rückwärts fährt und dann für die Geschwindigkeitssteuerung in Vorwärtsrichtung ein großer Hub zur Verfügung steht.According to claim 3, the swimming function position follows as the rest position after each actuation direction of the control slide towards a locking function position. Here, too, the swimming function position is between a blocking function position and a directional function position if also not immediately next to the latter. However, it is also possible to use only one Side of the swimming function position to have a locking function position. In In this asymmetrical case, a larger part of the Slider strokes can be used to control the speed. At a Driving this can be of particular advantage since you usually drive forward drives faster than reverse and then in for speed control Forward stroke a large stroke is available.
Bei einer Umkehrung der Fahrtrichtung wird der Steuerschieber mit großer Geschwindigkeit über die federzentrierte Schwimmfunktionsstellung gefahren, so daß sich in der Praxis diese Stellung kaum bemerkbar macht.When the direction of travel is reversed, the control spool moves at high speed driven over the spring-centered floating function position, so that this position is hardly noticeable in practice.
Es ist vorteilhaft, wenn gemäß Patentanspruch 6 in einer Schwimmfunktionsstellung des Steuerschiebers die beiden Verbraucheranschlüsse gedrosselt mit dem Ablaufanschluß fluidisch verbunden sind. Der Vorteil liegt darin, daß eine gedrosselte Verbindung so gestaltet werden kann, daß die Leckage in der Sperrfunktionsstellung nur unwesentlich erhöht ist. Zum anderen sind zumindest bei einem hydraulischen Fahrantrieb, bei der Steuerung einer Bogieachse oder bei Drehantrieben an Kranen die Volumenströme, die in der Schwimmfunktionsstellung des Steuerschiebers fließen, so gering, daß die Drosselung das Schwimmen des hydraulischen oder der hydraulischen Verbraucher nicht beeinträchtigt.It is advantageous if according to claim 6 in a floating function position of the control spool throttled the two consumer connections with the Drain connection are fluidly connected. The advantage is that a throttled Connection can be designed so that the leakage in the blocking function position is only slightly increased. On the other hand, at least one hydraulic travel drive, for controlling a bogie axis or for rotary drives on cranes, the volume flows that are in the floating function position of the Control spool flow so low that the throttling prevents the hydraulic from floating or the hydraulic consumer is not impaired.
Vorteilhafte konstruktive Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Wegeventils finden sich in den Patentansprüchen 7 bis 14.Advantageous structural designs of a directional valve according to the invention can be found in claims 7 to 14.
Der Steuerschieber ist in einer Schiebebohrung verschiebbar, um die üblicherweise
voneinander beabstandete Steuerkammern herumlaufen, deren fluidische
Verbindungen miteinander über den Steuerschieber gesteuert werden. Üblicherweise
sind zwei Steuerkammern vorhanden, die mit den Verbraucheranschlüssen
verbunden sind und im folgenden Verbraucherkammern genannt werden. Ebenso
sind üblicherweise zwei Ablaufkammern vorhanden, die den Verbraucherkammern
benachbart sind und die mit dem Ablaufanschluß des Wegeventils verbunden
sind. Um also einen Verbraucheranschluß mit dem Ablaufanschluß fluidisch
zu verbinden, muß der Steuerschieber einen Durchflußquerschnitt zwischen einer
Verbraucherkammer und der benachbarten Ablaufkammer öffnen. Gemäß Patentanspruch
8 geschieht dies in besonders bevorzugter Weise dadurch, daß der
Steuerschieber eine in seine Längsrichtung verlaufende, radial offene und axial
beidseits begrenzte Verbindungsnut hat, deren Länge größer als der lichte Abstand
zwischen der Verbraucherkammer und der Ablaufkammer ist. Diese Verbindungsnut
läßt sich leicht in einen Schieberbund des Steuerschiebers einbringen.
Je nach dem Querschnitt der Verbindungsnut ist die Verbindung zwischen Verbraucherkammer
und Ablaufkammer mehr oder weniger gedrosselt. Die Verbindung
wird unterbrochen, sobald das eine oder das andere Ende der Verbindungsnut
von dem zwischen Verbraucherkammer und Ablaufkammer vorhandenen Steg
des Ventilgehäuses überdeckt wird. Eine Sperrfunktionsstellung, die zwischen einer
Schwimmfunktionsstellung und einer Richtungsfunktionsstellung liegt, erhält
man dabei auf vorteilhafter Weise durch eine Ausgestaltung nach Patentanspruch
9. Bei einer Ausbildung gemäß Patentanspruch 10 liegt die Schwimmfunktionsstellung
zwischen der Sperrfunktionsstellung und einer Richtungsfunktionsstellung.The control slide is slidable in a sliding hole, around which usually
spaced apart control chambers run around, the fluidic
Connections with each other can be controlled via the control slide. Usually
there are two control chambers that are connected to the consumer connections
are connected and are called consumer chambers in the following. As well
there are usually two drainage chambers, which are the consumer chambers
are adjacent and connected to the drain port of the directional valve
are. So to fluid a consumer connection with the drain connection
To connect, the spool must have a flow cross-section between one
Open the consumer chamber and the neighboring drain chamber. According to claim
8 this is done in a particularly preferred manner in that the
Control spool a radially open and axially extending in its longitudinal direction
has connection groove limited on both sides, the length of which is greater than the clear distance
between the consumer chamber and the drain chamber. This connecting groove
can be easily inserted into a slide collar of the control slide.
Depending on the cross-section of the connecting groove, the connection between the consumer chamber
and drain chamber more or less throttled. The connection
is interrupted as soon as one or the other end of the connecting groove
from the web between the consumer chamber and the drain chamber
of the valve housing is covered. A locking function position between one
Floating function position and a directional function position is obtained
one advantageously by means of a configuration according to claim
9. In a training according to
Für eine genaue Geschwindigkeitssteuerung eines hydraulischen Verbrauchers ist
es vorteilhaft, wenn ein Ablaufquerschnitt zwischen der einen Verbraucherkammer
und einer Ablaufkammer von null an geöffnet werden kann, wenn also beim Übergang
von einer Schwimmfunktionsstellung in die benachbarte Richtungsfunktionsstellung
die in der Schwimmfunktionsstellung bestehende fluidische Verbindung
zwischen der Verbraucherkammer und der Ablaufkammer zunächst noch
einmal unterbrochen wird. Wie dies günstig erreicht werden kann, ist in Patentanspruch
11 angegeben. For precise speed control of a hydraulic consumer
it is advantageous if an outlet cross-section between the one consumer chamber
and a drainage chamber can be opened from zero, if at the transition
from a swimming function position to the neighboring directional function position
the fluidic connection existing in the floating function position
between the consumer chamber and the drain chamber initially
is interrupted once. How this can be achieved cheaply is in
Durch die Ausbildungen gemäß Patentansprüchen 13 und 14 erhält man am
Steuerschieber sowohl bezüglich einer Radialebene als auch bezüglich einer
axialen Ebene eine symmetrische Anordnung der Verbindungsnuten.Through the training according to
Gemäß Patentanspruch 15 ist das Wegeventil vorzugsweise elektrisch oder elektrohydraulisch
betätigbar. In diesem Fall können die von einem elektrischen Vorsteuergerät
gegebenen Steuersignale elektrisch aufbearbeitet und entsprechend
modifiziert an die elektrischen Stellglieder gegeben werden. Zum Beispiel ist es
möglich, den Steuerschieber in einer außerhalb der Ruhestellung liegenden
Sperrfunktionsstellung oder Schwimmfunktionsstellung bei einem ganz bestimmten
Hub zu halten, solange das elektrische Vorsteuersignal innerhalb eines bestimmten
Bereiches liegt.According to
Zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen hydraulischen Wegeventils sind als Schaltbilder und in ihrer konstruktiven Ausgestaltung in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.Two embodiments of a hydraulic directional valve according to the invention are in the drawings as circuit diagrams and in their structural design shown. On the basis of the figures of these drawings, the invention will now be closer explained.
- Figur 1Figure 1
- das Schaltbild des ersten Ausführungsbeispiels, dessen Steuerschieber eine Schwimmfunktionsstellung als Mittelstellung und nach jeder Betätigungsrichtung eine Sperrfunktions- und eine Richtungsfunktionsstellung hat,the circuit diagram of the first embodiment, the control slide a swimming function position as a middle position and after each Direction of actuation a locking function and a directional function position Has,
- Figur 2Figure 2
- das Schaltbild des zweiten Ausführungsbeispiels, dessen Steuerschieber eine Sperrfunktionsstellung als Mittelstellung und beidseits dieser Mittelstellung jeweils eine Schwimmfunktionsstellung und eine Richtungsfunktionsstellung hat,the circuit diagram of the second embodiment, the control slide a locking function position as the middle position and on both sides of this middle position one swimming function position and one directional function position Has,
- Figur 3Figure 3
- einen Längsschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel, 2 shows a longitudinal section through the second exemplary embodiment,
- Figur 4Figure 4
- einen Schnitt entlang der Linie IV-IV aus Figur 3 unda section along the line IV-IV of Figure 3 and
- Figur 5Figure 5
- einen Teillängsschnitt im Bereich der Schieberbohrung und des Steuerschiebers des ersten Ausführungsbeispiels.a partial longitudinal section in the area of the slide bore and the control slide of the first embodiment.
Die beiden gezeigten proportional verstellbaren Wegeventile sind dafür vorgesehen,
um zusammen mit einer einer Zumeßblende vorgeschalteten Druckwaage
einen hydraulischen Verbraucher lastdruckunabhängig zu steuern. Wegeventil
und Druckwaage sind, wie besonders deutlich aus Figur 3 ersichtlich, zu einer
Wegeventilscheibe mit einem Ventilgehäuse 10 zusammengefaßt. Für die Wegefunktionen
und die Funktion der Zumeßblende geht durch das Ventilgehäuse 10
eine Schieberbohrung 11 hindurch, in der ein Steuerschieber 12 axial bewegbar
ist. Die Länge des Steuerschiebers 12 stimmt mit der Länge der Schieberbohrung
11 von der einen Stirnseite 13 bis zur anderen Stirnseite 14 des Ventilgehäuses
10 überein. Die Schieberbohrung 11 ist von fünf axial voneinander beabstandeten
Steuerkammern umgeben, die dem Zufluß von Druckmittel zu und dem Abfluß
von Druckmittel von einem hydraulischen Verbraucher, z.B. einem Radmotor, einem
eine Bogieachse betätigenden Zylinder oder einem Drehantrieb an einem
Kran, dienen und deren fluidische Verbindungen untereinander von dem Steuerschieber
12 gesteuert werden. Die mittlere Steuerkammer 15 der fünf Steuerkammern
ist die Zulaufkammer. Dieser strömt Druckmittel über einen Kanal 16
von der Druckwaage 17 her zu. Beidseits der Zulaufkammer befindet sich jeweils
eine Verbraucherkammer 18 bzw. 19, von denen jede mit einem am Ende eines
Verbraucherkanals liegenden Verbraucheranschluß 20 bzw. 21 der Ventilscheibe
verbunden ist. Auf jede Verbraucherkammer 18 bzw. 19 folgt noch eine Ablaufkammer
22 bzw. 23, die zu einem von zwei durch das Ventilgehäuse 10 hindurchgehenden
Tankkanälen 24 offen ist.The two proportionally adjustable directional valves shown are intended to
around together with a pressure compensator upstream of a metering orifice
to control a hydraulic consumer independent of load pressure. Directional control valve
and pressure compensator, as can be seen particularly clearly from FIG. 3, form one
Directional valve disc combined with a
Der Steuerschieber 12 nimmt aufgrund von zwei Zentrierfedern 34, die in an den
Stirnseiten 13 und 14 des Ventilgehäuses 10 befestigten und die Schieberbohrung
11 nach außen verschließenden Deckeln 35 untergebracht sind, eine Mittelstellung
ein, aus der er nach entgegengesetzten Richtungen stetig verstellt werden
kann. Bei maximalem Hub schlägt er jeweils an einem verstellbaren Hubbegrenzer
36 an. Der Steuerschieber 12 besitzt einen Schieberhals 37, der in der
Mittelstellung zur Zulaufkammer 15 zentriert ist. Die beiden Steuerbunde 38 und
39 beidseits des Schieberhalses 37 sind so lang, daß sich in der Mittelstellung des
Steuerschiebers ihre eine Stirnseite in einem Abstand von der Zulaufkammer 15
und ihre andere Stirnseite in der Ablaufkammer 22 bzw. 23 befindet. Beide Kolbenbunde
haben Steuernuten 40 bzw. 41, die an der einen Stirnseite bzw. an der
anderen Stirnseite axial offen sind. In der Mittelstellung des Steuerschiebers 12
sind die Steuernuten 40 und 41 von den zwischen den Steuerkammern befindlichen
Gehäusestegen überdeckt, so daß über die Steuernuten keine offene fluidische
Verbindung zwischen einzelnen Steuerkammern besteht. Nach einem kurzen
weiteren Hals folgt auf den Steuerbund 39 ein weiterer Schieberbund 42, der
den Federraum in dem einen Deckel 35 gegen die Ablaufkammer 23 abdichtet.The
Der Abstand zwischen der Ablaufkammer 22 und der Stirnseite 13 des Ventilgehäuses
10 ist größer als der Abstand zwischen der Ablaufkammer 23 und der
Stirnseite 14. Zwischen der Ablaufkammer 22 und der Stirnseite 13 befinden sich
in der Schieberbohrung 11 drei axial voneinander beabstandete Kammern 43, 44
und 45, wobei die mittlere dieser drei Kammern als Lastmeldekammer 44 bezeichnet
sei. An jede der beiden Kammern 43 und 45 ist der Eingang eines
Druckbegrenzungsventils 46 angeschlossen. Jedes dieser beiden Druckbegrenzungsventile
ist in eine Bohrung des Ventilgehäuses 10 eingebaut. In der in den
Figuren 3 und 5 gezeigten Mittelstellung des Steuerschiebers 12 reicht ein Schieberbund
47 von der Stirnseite 13 des Ventilgehäuses 10 aus bis in den Bereich
des Gehäusesteges zwischen der Kammer 45 und der Ablaufkammer 22. In diesen
Schieberbund ist eine flache Ringnut 49 eingedreht, über die in der gezeigten
Mittelstellung des Steuerschiebers 12 alle drei Kammern 43, 44 und 45 miteinander
verbunden sind. Außerdem besitzt der Schieberbund 47 an seiner der Ablaufkammer
22 zugekehrten Außenkante eine Einkerbung 50, durch die die Kammer
45 und die Ablaufkammer 32 mit einem kleinen Öffnungsquerschnitt zueinander
offen sind, wenn sich der Steuerschieber 12 in seiner Mittelstellung befindet. Erst
nach einem bestimmten Weg des Steuerschiebers aus seiner Mittelstellung heraus
in die eine Richtung wird diese fluidische Verbindung zwischen der Ablaufkammer
22 und der Kammer 45 und damit der Kammer 44 verschlossen. Eine
weitere Einkerbung 51 hat dieselbe Funktion bei einer Verstellung des Steuerschiebers
12 in die entgegengesetzte Richtung. Erst nach einem bestimmten Hub
wird die fluidische Verbindung zwischen der Kammer 44 über die Kammer 45 zur
Ablaufkammer 22 unterbrochen. Wird der Steuerschieber 12 aus seiner Mittelstellung
um den bestimmten Hub herausbewegt, so wird die Lastmeldekammer 44 je
nach Bewegungsrichtung des Steuerschiebers von der Kammer 43 oder von der
Kammer 45 getrennt.The distance between the
Von der äußeren Stirnseite am Schieberbund 42 aus verläuft durch den Steuerschieber
12 eine verschlossene Sackbohrung 55 bis in den Bereich der Ringnut
49. Die Sackbohrung wird durch zwei Querbohrungen 56 gekreuzt, von denen
sich jeweils eine im Kolbenbund 38 bzw. im Kolbenbund 39 des Steuerschiebers
12 an einer solchen Stelle befindet, daß sie in der Mittelstellung des Steuerschiebers
von der Wand der Schieberbohrung 11 überdeckt ist. Bei einer Bewegung
des Steuerschiebers 12 aus der Mittelstellung heraus in die eine Richtung wird die
eine Querbohrung 56 zur Verbraucherkammer 18 hin und bei einer Bewegung des
Steuerschiebers in die andere Richtung die andere Querbohrung 56 zur Verbraucherkammer
19 hin offen. Über eine in eine Querbohrung 57, die im Bereich der
Ringnut 49 bis zur Sackbohrung 55 in den Steuerschieber 12 eingebracht ist, eingesetzte
Düse 58 ist die Sackbohrung 55 mit der Lastmeldekammer 44 fluidisch
verbunden. From the outer end face on the slide collar 42 runs through the control slide
12 a closed blind bore 55 up to the area of the
Die Druckwaage 17 besitzt einen Regelkolben 65, der in eine zur Schieberbohrung
11 parallel verlaufende und von der Stirnseite 14 in das Ventilgehäuse 10
eingebrachte Sackbohrung 66 eingesetzt ist. In der Sackbohrung 66 sind axial
voneinander beabstandet eine Zulaufkammer 67, die von einer senkrecht zu der
Schnittebene nach den Figuren 3 und 5 verlaufenden Zulaufbohrung 68 angeschnitten
wird, und eine Ablaufkammer 69 ausgebildet, die über den Kanal 16 mit
der Zulaufkammer 15 der Schieberbohrung 11 verbunden ist. Der Regelkolben 65
vermag mit einer Steuerkante 70, die mit Feinsteuernuten versehen ist, einen Öffnungsquerschnitt
zwischen den beiden Kammern 67 und 69 zu beeinflussen. Im
Sinne einer Vergrößerung dieses Öffnungsquerschnitts wird der Regelkolben von
dem in der Lastmeldekammer 44 vorhandenen Lastdruck des mit dem Wegeventil
gesteuerten hydraulischen Verbrauchers und von einer Druckfeder 71 beaufschlagt,
deren Druckäquivalent im Bereich zwischen 10 und 20 bar liegt. Im Sinne
einer Verkleinerung des Durchflußquerschnitts zwischen den beiden Kammern 67
und 69 wird der Regelkolben vom Druck in der Ablaufkammer 69 bzw. in der Zulaufkammer
15 der Schieberbohrung 11 beaufschlagt.The
Wie schon erwähnt, sind in der Mittelstellung des Steuerschiebers 12 die Steuernuten
40 und 41 an den Steuerbunden 38 und 39 überdeckt, so daß über sie keine
fluidische Verbindung zwischen den Steuerkammern besteht. Wird ein Steuerschieber
12 weit genug aus seiner Mittelstellung verschoben, so wird über die
Steuernuten 40 am einen Steuerbund 38 ein Durchflußquerschnitt zwischen der
Zulaufkammer 15 und der entsprechenden Verbraucherkammer 38 bzw. 39 geöffnet,
wobei sich der Öffnungsquerschnitt mit zunehmendem Hub des Steuerschiebers
vergrößert. Über die Steuernuten 41 am anderen Steuerbund 39, die im übrigen
im Querschnitt größer als die Steuernuten 40 sind, wird ein Durchflußquerschnitt
zwischen der anderen Verbraucherkammer und der entsprechenden Ablaufkammer
22 oder 23 geöffnet. Durch den Durchflußquerschnitt an den Steuernuten
40 des einen Steuerbunds ist eine Zumeßblende realisiert, über die eine
Druckdifferenz abfällt, die durch die Druckwaage 17 konstant gehalten wird und
die der Kraft der Druckfeder 71 entspricht. Die dem hydraulischen Verbraucher
zufließende Druckmittelmenge hängt somit nur noch vom Hub des Steuerschiebers
12, nicht jedoch vom Last- oder Pumpendruck ab.As already mentioned, the control grooves are in the central position of the
Zur Verschiebung des Steuerschiebers 12 aus seiner Mittelstellung wird ein Federraum
in einem der beiden Deckel 35 mit einem Steuerdruck beaufschlagt. Dazu
dienen zwei elektromagnetisch betätigbare Pilotventile 72 und 73, die in den
einen Deckel 35 eingesetzt sind und die als proportional verstellbare Druckreduzierventile
ausgebildet sind. Auf einen maximalen Steuerdruck von z.B. 30 bar
begrenzt wird den beiden Pilotventilen 72 und 73 Steueröl über einen Kanal 74 im
Ventilgehäuse 10 zugeführt, während Steueröl über einen Kanal 75 abfließen
kann.A spring chamber is used to move the
Aus der bisherigen Beschreibung wird deutlich, daß die beiden gezeigten Ausführungen
von erfindungsgemäßen Wegeventilen beidseits der federzentrierten Mittelstellung
Arbeitsstellungen haben, in denen dem einen Verbraucheranschluß
über die Druckwaage und die Zumeßblende Druckmittel von einer Druckmittelquelle
zufließen kann, während vom anderen Verbraucheranschluß Druckmittel in den
Tankkanal 24 und von dort über einen Ablaufanschluß des Wegeventils zu einem
Tank fließt. Bei beiden Ausführungen ist der Steuerschieber 12 in den Steuerbunden
38 und 39 mit zusätzlichen Verbindungsnuten 80, 81 oder 82 versehen, die in
Längsrichtung des Steuerschiebers 12 verlaufen, an beiden axialen Enden begrenzt
sind und nur eine geringe Tiefe in radialer Richtung des Steuerschiebers
12 haben. Bei der Ausführung nach den Figuren 2 und 4 sind in jedem Steuerbund
38 und 39 zwei einander diametral gegenüberliegende Verbindungsnuten 80
und zwei gegen die Verbindungsnuten 80 um 90 Grad versetzte weitere Verbindungsnuten
81 vorhanden. Die Verbindungsnuten 80 liegen so, daß in der Mittelstellung
des Steuerschiebers 12 diejenigen am Steuerbund 38 zur Verbraucherkammer
18 und diejenigen am Steuerbund 39 zur Verbraucherkammer 19 hin offen
sind. Zur Ablaufkammer 22 bzw. 23 sind die Steuernuten 80 verschlossen. Die
Steuernuten 81 liegen näher an den den Ablaufkammern 22 bzw. 23 zugewandten
Stirnseiten der Steuerbunde und sind in der gezeigten Mittelstellung des
Steuerschiebers 12 der Ausführung nach den Figuren 3 und 4 zur Ablaufkammer
22 bzw. 23 hin offen und gegen die Verbraucherkammern 18 und 19 verschlossen.
Somit besteht in der gezeigten Mittelstellung des Steuerschiebers 12 der
Ausführung nach den Figuren 3 und 4 auch über die Verbindungsnuten 80 und 81
keine fluidische Verbindung zwischen einer Verbraucherkammer 18 bzw. 19 und
einer Ablaufkammer 22 bzw. 23. Alle Steuerkammern sind gegeneinander abgesperrt.
Die Mittelstellung des Steuerschiebers 12 ist also die Sperrfunktionsstellung.From the description so far it is clear that the two versions shown
of directional control valves according to the invention on both sides of the spring-centered central position
Have working positions in which a consumer connection
Via the pressure compensator and the orifice plate pressure medium from a pressure medium source
can flow, while from the other consumer port pressure medium in the
Die Verbindungsnuten 80 und 81 der Ausführung nach den Figuren 3 und 4 sowie
die Verbindungsnuten 82 der Ausführung nach Figur 5 sind in Längsrichtung des
Steuerschiebers 12 länger als der lichte Abstand zwischen einer Verbraucherkammer
und der benachbarten Ablaufkammer.The connecting
Es sei nun angenommen, daß der Steuerschieber 12 der Ausführung nach den
Figuren 3 und 4 durch Druckbeaufschlagung der Federkammer in dem Deckel 35
ohne die Pilotventile nach links bewegt werde. Nach einem relativ geringen Hub
öffnen sich dann die Verbindungsnuten 80 im Steuerbund 38 zur Ablaufkammer
22 und die Verbindungsnuten 81 im Steuerbund 39 zur Verbraucherkammer 19.
Somit sind nach kurzem Hub die Verbraucherkammern 18 und 19 gedrosselt mit
den Ablaufkammern verbunden. Es ist eine Schwimmfunktionsstellung des Steuerschiebers
12 erreicht. Die Steuernuten 40 und 41 sind noch überdeckt. Nach
einem weiteren Hub von vorgegebener Größe werden die Verbindungsnuten 80
im Steuerbund 38 von der Verbraucherkammer 18 und die Verbindungsnuten 81
im Steuerbund 39 von der Ablaufkammer 23 getrennt. Erst kurz danach öffnen
sich die Steuernuten 40 im Steuerbund 38 zur Verbraucherkammer 18 hin und die
Steuernuten 41 im Steuerbund 39 zur Verbraucherkammer 19 hin. Der an die
Verbraucheranschlüsse 20 und 21 angeschlossene hydraulische Verbraucher
kann also von der gerade erreichten Hubposition des Steuerschiebers 12 aus, von
der Geschwindigkeit null angefangen, mit zunehmendem Hub mit zunehmender
Geschwindigkeit betrieben werden. Bei einer Verstellung des Steuerschiebers 12
aus der Mittelstellung heraus in die entgegengesetzte Richtung werden in der
Schwimmfunktionsstellung die Verbindungsnuten 80 am Steuerbund 39 und die
Verbindungsnuten 81 am Steuerbund 38 wirksam.It is now assumed that the
Die Steuernuten 80 und 81 sind an den Steuerbunden 38 und 39 so angeordnet,
daß eine Steuernut 80 am einen Kolbenbund und eine Steuernut 80 am anderen
Kolbenbund und eine Steuernut 81 am einen Kolbenbund mit einer Steuernut 81
am anderen Kolbenbund miteinander in Flucht liegen.The
Auch bei der Ausführung nach Figur 5 fluchtet eine Verbindungsnut 82 am Schieberbund
38 mit einer Verbindungsnut 82 am Schieberbund 39. Im übrigen ist die
Lage der Verbindungsnuten 82 bezüglich der Verbraucher- und Ablaufkammern in
der Mittelstellung des Steuerschiebers 12 anders als bei der Ausführung nach den
Figuren 3 und 4. Die Lage der Verbindungsnuten 82 an den Steuerbunden 38 und
39 ist so, daß in der zentrierten Mittelstellung des Steuerschiebers 12 die Verbindungsnut
82 des Steuerbunds 38 sowohl zur Verbraucherkammer 18 als auch zur
Ablaufkammer 22 und die Verbindungsnut 82 am Steuerbund 39 sowohl zur Verbraucherkammer
19 als auch zur Ablaufkammer 23 hin offen ist. Somit sind bei
der Ausführung nach Figur 5 in der Mittelstellung des Steuerschiebers 12 die beiden
Verbraucherkammern 18 und 19 fluidisch mit dem Ablaufanschluß des Wegeventils
verbunden. Die Mittelstellung des Steuerschiebers entspricht also der
Schwimmfunktionsstellung. Wird nun der Steuerschieber, nach Figur 5 betrachtet,
nach links bewegt, so wird nach einem bestimmten Hub die Verbindungsnut 82 im
Steuerbund 38 zur Verbraucherkammer 18 hin und die Verbindungsnut 82 im
Steuerbund 39 zur Ablaufkammer 23 hin verschlossen. Der Steuerschieber 12 hat
dann die auf der einen Seite der Mittelstellung liegende Sperrfunktionsstellung erreicht.
Nach einer weiteren Hubstrecke öffnen die Steuernuten 41 des Steuerbunds
39 eine Verbindung zwischen der Verbraucherkammer 19 und der Ablaufkammer
23 und die Steuernuten 40 im Steuerbund 38 eine Verbindung zwischen
der Zulaufkammer 15 und der Verbraucherkammer 18. Der Steuerschieber befindet
sich dann in der einen Richtungsfunktionsstellung, wobei durch weitere Verschiebung
nach links die einem hydraulischen Verbraucher zugeführte Druckmittelmenge
zunimmt.In the embodiment according to FIG. 5, a connecting
Das Schaltbild nach Figur 1 ist entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Figur
5 gestaltet. Es wird noch einmal deutlich, daß in der Mittelstellung des Steuerschiebers
12 die Verbraucherkammern 18 und 19 sowie die Kammern 43, 44 und
45 mit den Ablaufkammern 22 und 23 verbunden sind, und daß die Zulaufkammer
15 abgesperrt ist. Die Verbindung zwischen einer Verbraucherkammer zur benachbarten
Ablaufkammer ist eine gedrosselte Verbindung, was in Figur 1 durch
die von den Verbindungsnuten 82 gebildeten Drosseln angedeutet ist. Nach beiden
Seiten hin folgt auf die Schwimmfunktionsstellung in der Mitte jeweils eine
Sperrfunktionsstellung und dann eine Richtungsfunktionsstellung. In dem Schaltbild
nach Figur 2 wird deutlich, daß bei der Ausführung nach den Figuren 3 und 4
in der Mittelstellung des Steuerschiebers die Verbraucherkammern 18 und 19 sowohl
gegen die Zulaufkammer 15 als auch gegen die Ablaufkammern 22, 23 abgesperrt
sind. Auf die Sperrfunktionsstellung in der Mitte folgt nach beiden Seiten
hin jeweils eine Schwimmfunktionsstellung, in der die Verbindungsnuten 80 und
81 eine gedrosselte fluidische Verbindung zwischen den Verbraucherkammern
und den Ablaufkammern herstellen. Auf jede Schwimmfunktionsstellung folgt noch
eine Richtungsfunktionsstellung. The circuit diagram of Figure 1 is in accordance with the embodiment of Figure
5 designed. It becomes clear once again that in the middle position of the
Ein Wegeventil mit dem Schaltbild nach Figur 1 wird bevorzugt zur Steuerung eines hydraulischen Fahrantriebs, ein Wegeventil mit dem Schaltbild nach Figur 2 bevorzugt zur Steuerung einer Bogieachse oder eines Drehantriebs für einen Kran oder einen Rotator am freien Ende eines Krans verwendet.A directional control valve with the circuit diagram according to FIG. 1 is preferred for controlling a hydraulic travel drive, a directional control valve with the circuit diagram according to FIG. 2 preferably for controlling a bogie axis or a rotary drive for a crane or used a rotator at the free end of a crane.
Claims (16)
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwimmfunktionsstellung des Steuerschiebers (12) zwischen der Sperrfunktionsstellung und einer Richtungsfunktionsstellung liegt.Hydraulic directional control valve for load-independent control of a hydraulic consumer, in particular of a mobile machine with regard to direction and speed, with an inlet connection (68), with an outlet connection (24) and with two consumer connections (20, 21), with one in a slide bore (11) of a valve housing (10) axially displaceable control slide (12) for controlling the fluidic connections between the connections (20, 21, 24, 68), with the consumer connections (20, 21) against the inlet connection (68) and are blocked off from the drain connection (24), the inlet connection (68) is blocked in a floating function position of the control slide (12) and the two consumer connections (20, 21) are fluidly connected to the drain connection (24) and in two directional function positions of the control slide (12) the one consumer connection (20, 21) with the inlet connection (68) and the other consumer connection (21, 20) is fluidly connected to the drain connection (24),
characterized,
that the floating function position of the control slide (12) lies between the blocking function position and a directional function position.
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