EP1108895B1

EP1108895B1 - Hydraulic valve to control a consumer independent of the load

Info

Publication number: EP1108895B1
Application number: EP00124779A
Authority: EP
Inventors: Peter BÜTTNER; Tatu Miikkulainen; Jukka Pekkanen
Original assignee: Bosch Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 2000-11-14
Publication date: 2003-07-23
Anticipated expiration: 2020-11-14
Also published as: ATE245771T1; DK1108895T3; DE50002982D1; DE19957952A1; EP1108895A1

Abstract

The valve has a supply connector, a drain connector and two user connectors. An axially sliding control slide (12) in a slide bore of a valve casing controls the fluid connections. There are a blocking function position, two direction function positions and a float function position. The float function position is between the blocking function and one direction function position. In a blocking function position, the user connectors are blocked from the supply and drain connectors. In a float function position, the supply connector is blocked and the user connectors are connected with the drain connector. In two direction function positions, one user connector is connected with the supply connector and the other is connected to the drain connector. The float function position is between the blocking function and one direction function position.

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 control valve, which is load-independent Control of a hydraulic consumer, in particular a hydraulic Consumer of a mobile working machine, in terms of direction and speed serves and that the characteristics 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 that the wheel motors of a hydraulic traction drive in an open operate hydraulic circuit and the pressure medium paths between the Wheel motors, a hydraulic pump and a tank by means of a directional valve to Taxes. In one known from DE-OS 1 901 762 hydraulic traction drive the directional control valve is one with four connections, namely with a the hydraulic pump connected to the inlet port, with a 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 Center position of the directional control valve are the two consumer connections with each other and fluidly connected to the tank, the wheel motors are so to speak switched off and can e.g. when towing the machine spin. In the middle position of the directional valve so you have a kind of swimming operation the wheel motors, which is why the corresponding position of a directional valve below Also referred to as swimming function position. In the two lateral Positions of the directional control valve is the one connection of the wheel motors with the Hydropumpe.und the other terminal connected to the tank. Depending on which lateral position the directional control valve takes, rotate the wheel motors ie 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.Also from DE-GM 92 046 646 hydraulic drive is known, the Hydraulic wheel motors operated in open hydraulic circuits become. To control two wheel motors of a first axis is a proportional directional control valve used, in turn, four ports, namely an inlet port, a drain port and two consumer ports, in its middle position, however, now locked off all four ports against each other are. This middle position is therefore designated as a blocking function position. In her can neither flow pressure fluid to the two mentioned wheel motors yet Flow away pressure fluid from the two wheel motors. In the middle position of the directional control valve So can the mobile work machine by the wheel motors on the Be kept in place, provided that the machine is on level ground or only for a short time. Otherwise, it's usually a mobile one Work machine with a hydraulic drive additionally with a parking brake equipped. A swimming of the two wheel motors is not 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 Richtungsfunktiorisstellung.There are known hydraulic directional valves occupy a total of four positions can. It should be expressly noted that here with Position not a specific position of the spool, but stroke ranges of the spool are meant by the hydraulic connections the connections of the valve differ from each other. For example, e.g. out DE 35 08 340 A1 a directional control valve with four switching positions known that within a throttle control is used. In a spring-centered neutral position the spool are the two consumer connections against each other and shut off against the inlet connection and the drain connection. The neutral position has blocking function. From this blocking function position of the Spool be moved in one direction to the first consumer connection with the tank connection and the second consumer connection with to connect to the inlet connection. With a shift of the spool in the other direction, this comes first in a position in which the first consumer terminal with the inlet connection and the second consumer connection connected to the drain port. Beyond this position, the spool be placed in a fourth position, in which the two consumer connections connected to each other and to the drain port. This fourth Switch position is thus a floating function position. It lies, from the spring-centered Locking function position seen beyond the one directional functional position.

Auch die US-A-4 355 660 offenbart ein für eine Drosselsteuerung vorgesehenes Wegeventil, bei dem in einer federzentrierten Sperrfunktionsstellung die zwei Verbraucheranschlüsse A und B abgesperrt und der Zulaufanschluß und der Ablaufanschluß miteinander verbunden sind. Bei diesem Wegeventil liegt eine Schwimmfunktionsstellung zwischen der Sperrfunktionsstellung und einer Richtungsfunktionsstellung.Also, US-A-4 355 660 discloses a device provided for throttle control Directional valve, in which in a spring-centered blocking function position, the two consumer connections A and B shut off and the inlet port and the drain port connected to each other. This directional control valve is one Float function between the blocking function position and a directional function position.

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 already hydraulic directional valves for load-independent, so-called Load-sensing control of a hydraulic consumer with four switching positions known. These directional control valves have a spring-centered neutral position, in turn, two consumer connections against each other and against the inlet connection and the tank connection are shut off. On this blocking function position the valve follows in both directions of actuation of the spool valve each directly a directional function position in which the one Consumer connection with the inlet connection and the other consumer connection connected to the tank connection. Beyond the one directional feature Finally, there is still a floating function position in both Consumer connections are connected to the tank connection. Again, to get from the blocking function position to the floating function position, to be driven over a directional function position. This is not a disadvantage if the directional control valve is used, e.g. the shovel of a wheel loader or to float the fork of a forklift. Because before that Anyway, the equipment has to be drained to the ground anyway, if she does not already lie on the floor. For other applications however, by overriding a directional function position uncontrolled movements of the controlled hydraulic consumer that 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 control valve for load-independent control of a hydraulic consumer is designed to be in a special kind of load-independent control, namely a controller with a load-independent Flow distribution of the amount of pressure medium to be used. Here flows the pressure medium via a first by moving the spool in her Flow section variable Zumeßblende, then one of the Zumeßblende downstream pressure balance and only then the direction control. The pressure compensator is in the opening direction of the pressure after the metering orifice and in the closing direction of the highest load pressure and a weak one Compressed 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 the applicant is a hydraulic directional control valve for the load-independent control of a hydraulic consumer known in which the pressure compensator of the metering orifice is connected upstream Pressure compensator in the closing direction of the pressure upstream of the metering in Closing direction and the individual load pressure of each consumer and from a spring, which determines the pressure difference across the metering orifice, in Closing direction acted upon.

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 istThe invention has for its object to provide a hydraulic directional control valve for Load-independent control of a hydraulic consumer, the characteristics from the preamble of claim 1, so to develop, that with it certain hydraulic consumers in the different operating modes can be controlled without dangerous movements occur. This task is at a hydraulic directional control valve with the features The preamble of claim 1 according to the invention achieved in that according to the characterizing part of patent claim 1 the floating function position the spool between the blocking function position and a Directional function position is. An inventive hydraulic directional control valve is particularly suitable for use within a hydraulic traction drive, for the control of a Bogie axis as well as for the control of hydraulic Rotary actuators suitable for cranes A bogie axle is an axle, the two wheels arranged one behind the other in the longitudinal direction of the vehicle and can be swiveled around itself

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Wegeventils finden sich in den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of a directional control valve according to the invention can be found in the dependent claims.

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 Sperrfunktions-Stellung, in der die Bogieachse für eine Bewegung gesperrt und die Stabilität des Fahrzeugs gewährleistet ist. Es verschlechtert sich lediglich der Fahrkomfort.Bogie axles are used especially in forestry machines. In the forest should the wheels can swing freely, that is, the bogie can swim when driven becomes. When you start working with the crane of the forest machine, On the other hand, all pivot points should be locked so that the machine has a fixed position Stand has. In difficult terrain, e.g. when driving over a pit against it a Bogierad must be raised and held up. As a result, it is convenient when used with a directional control valve, which is used to control a bogie axle is, according to claim 4 a predetermined by a spring arrangement Rest position of the spool the locking function position is The device is then firmly supported and you can work with the crane. Once you are with the Machine wants to drive off, the spool is out of the rest position in a floating function position where the consumer connections with connected to the tank and the bogie axis can freely commute. Do you want one Raise the wheel, so the spool is placed in a directional function position The control for the bogie axis is also intrinsically safe. In case of a failure the spool gets into the blocking function position due to the spring centering, in which the bogie axis is locked for movement and the stability of the Vehicle is guaranteed. It only worsens the ride comfort.

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 control valve according to claim 4 to the blocking function position after both opposite directions of actuation 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.In a traction drive, it is cheaper if the consumer connections and so that the wheel motors relieved in the rest position of the directional control valve to the tank become. The machine can still drive with the non-failed engines or be towed. Accordingly, it is the use of a inventive hydraulic directional valve within a traction drive favorable when the rest position, the spool due to a spring arrangement occupies, according to claim 2 is the floating function position. To be with a machine equipped with such a traction drive to drive, the spool is from the floating function position on the blocking function position brought into a directional function position. In the blocking function position Both consumer connections are closed, so that in the other Shift the spool the machine normally with one for deflection the spool proportional speed can be driven. At the When the machine stops, the control spool returns to the blocking function position. The controlled with the directional valve wheel motors and thus the corresponding Wheels thus stop. If a larger holding torque required is still the brake is 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 is followed by the floating function position as a rest position after each direction of actuation of the spool towards a blocking function position at. Also here is the floating function position between a lock function position and a direction function position when not right next to the latter. However, it is also possible only on one Side of the floating function position to have a blocking function position. In In this asymmetrical case, one major part of the Slider strokes can be used to control the speed. At a Drive this can be of particular advantage, since you usually forward faster than going backwards and then in for speed control Forward direction 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.Reversing the direction of travel, the spool is at high speed moved over the spring-centered floating function position, so that In practice, this position hardly noticeable.

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 gedrosseite 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 the spool throttled the two consumer connections with the Drain connection are fluidly connected. The advantage is that a gedrosseite Connection can be designed so that the leakage in the blocking function position only slightly increased. On the other hand, at least one hydraulic traction drive, when controlling a bogie axle or rotary actuators on cranes, the volume flows in the floating function position of the Control spool flow, so low that the throttling the swimming of the hydraulic or the hydraulic consumer is not affected.

Vorteilhafte konstruktive Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Wegeventils finden sich in den Patentansprüchen 7 bis 14.Advantageous structural embodiments of a directional control valve according to the invention can be found in the claims 7 to 14.

Der Steuerschieber ist in einer Schiebebohrung verschiebbar, um die üblicherweise voneinander beabstandete Steuerkammem herumlaufen, deren fluidische Verbindungen miteinander über den Steuerschieber gesteuert werden. Üblicherweise sind zwei Steuerkammem vorhanden, die mit den Verbraucheranschlüssen verbunden sind und im folgenden Verbraucherkammem genannt werden. Ebenso sind üblicherweise zwei Ablaufkammern vorhanden, die den Verbraucherkammem 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 spool is slidable in a sliding bore to the usual run around each other spaced control chambers, whose fluidic Connections are controlled with each other via the spool. Usually There are two control chambers connected to the consumer terminals are connected and are called in the following consumer combs. As well usually two drain chambers are present, the consumer comb are adjacent and connected to the drain port of the directional control valve are. So so a consumer connection with the drain port fluidly to connect, the spool must have a flow area between a Open the consumer chamber and the adjacent drainage chamber. According to claim 8 this is done in a particularly preferred manner in that the Spool a running in its longitudinal direction, radially open and axial has on both sides limited connecting groove whose length is greater than the clear distance between the consumer chamber and the drain chamber is. This connection groove can be easily introduced into a slide collar of the spool. Depending on the cross section of the connecting groove is 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 existing between consumer chamber and drain chamber web the valve housing is covered. A locking function position, which between a Floating function position and a directional function position is obtained one thereby advantageously by an embodiment according to claim 9. In an embodiment according to claim 10 is the Schwimmfunktionsstellung between the blocking function position and a directional function position.

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 accurate speed control of a hydraulic consumer It is advantageous if a flow cross-section between the one consumer chamber and a drain chamber can be opened from zero, so when the transition from a floating function position to the adjacent directional function position the existing in the floating function fluidic connection between the consumer chamber and the drain chamber yet once interrupted. How this can be conveniently achieved is in claim 11 indicated.

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.Due to the embodiments according to claims 13 and 14 is obtained on Spool both with respect to a radial plane and with respect to a axial plane a symmetrical arrangement of the connecting grooves.

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 claim 15, the directional control valve is preferably electric or electrohydraulic actuated. In this case, those of an electrical pilot control device given control signals electrically processed and accordingly modified to be given to the electric actuators. For example it is possible, the spool in a lying outside the rest position Locking function or floating function position for a specific Hub hold as long as the electrical pilot signal within a certain Area lies.

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 control valve according to the invention are as schematics and in their structural design in the drawings shown. With reference to the figures of these drawings, the invention will now be closer explained.

Es zeigen

Figur 1: das Schaltbild des ersten Ausführungsbeispiels, dessen Steuerschieber eine Schwimmfunktionsstellung als Mittelstellung und nach jeder Betätigungsrichtung eine Sperrfunktions- und eine Richtungsfunktionsstellung hat,
Figur 2: das Schaltbild des zweiten Ausführungsbeispiels, dessen Steuerschieber eine Sperrfunktionsstellung als Mittelstellung und beidseits dieser Mittelstellung jeweils eine Schwimmfunktionsstellung und eine Richtungsfunktionsstellung hat,
Figur 3: einen Längsschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel,
Figur 4: einen Schnitt entlang der Linie IV-IV aus Figur 3 und
Figur 5: einen Teillängsschnitt im Bereich der Schieberbohrung und des Steuerschiebers des ersten Ausführungsbeispiels.

Show it

FIG. 1: the circuit diagram of the first embodiment, the spool has a floating function position as a middle position and after each direction of actuation a Sperrfunktions- and a directional function position,
FIG. 2: the circuit diagram of the second embodiment, the spool has a blocking function position as the center position and both sides of this middle position each have a floating function position and a directional function position,
FIG. 3: a longitudinal section through the second embodiment,
FIG. 4: a section along the line IV-IV of Figure 3 and
FIG. 5: a partial longitudinal section in the region of the slide bore and the spool 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 Steuerkammem 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 Steuerkammem 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 control valves shown are intended to around together with an upstream of a metering pressure compensator to control a hydraulic load independent of the load pressure. way valve and pressure balance are, as can be seen particularly clearly from Figure 3, to a Directional valve disc combined with a valve housing 10. For the path functions and the function of the metering orifice passes through the valve housing 10th a spool bore 11 through which a spool 12 is axially movable is. The length of the spool 12 is consistent with the length of the slide bore 11 from the one end face 13 to the other end face 14 of the valve housing 10 match. The slide bore 11 is spaced from five axially Steuerkammem surrounded, which the inflow of pressure medium to and the drain of pressure medium from a hydraulic consumer, e.g. a wheel motor, a a Bogie actuated cylinder or a rotary drive on one Crane, serve and their fluidic connections with each other from the spool 12 are controlled. The middle control chamber 15 of the five Steuerkammem is the inlet chamber. This flows pressure medium via a channel 16 from the pressure compensator 17 forth. On both sides of the inlet chamber is located respectively a consumer chamber 18 and 19, each with a at the end of a Consumer channel lying consumer port 20 and 21 of the valve disc connected is. Each consumer chamber 18 or 19 is followed by a drain chamber 22 and 23, to one of two passing through the valve housing 10 Tank channels 24 is open.

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 Stimseite axial offen sind. In der Mittelstellung des Steuerschiebers 12 sind die Steuemuten 40 und 41 von den zwischen den Steuerkammem befindlichen Gehäusestegen überdeckt, so daß über die Steuemuten 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 spool 12 increases due to two centering springs 34, which in the End faces 13 and 14 of the valve housing 10 fastened and the slide bore 11 outwardly closing lids 35 are housed, a middle position from which it is steadily adjusted in opposite directions can. At maximum stroke, it beats each on an adjustable stroke limiter 36 on. The spool 12 has a slide neck 37, which in the Centered to the inlet chamber 15 is centered The two control collars 38 and 39 on both sides of the pusher neck 37 are so long that in the middle position of the Spool her one end face at a distance from the inlet chamber 15th and its other end face is located in the drain chamber 22 and 23, respectively. Both piston collars have control grooves 40 and 41, which at one end face or at the other end face are axially open. In the middle position of the spool 12 the control grooves 40 and 41 are located between the control chambers Covered housing webs, so that on the Steuemuten no open fluid There is a connection between individual control chambers. After a short another neck follows on the control collar 39 another slide collar 42, the the spring chamber in which a lid 35 seals against the discharge chamber 23.

Der Abstand zwischen der Ablaufkammer 22 und der Stirnseite 13 des Ventilgehäuses 10 ist größer als der Abstand zwischen der Ablaufkammer 23 und der Stimseite 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 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 Stim side 14. Between the drain chamber 22 and the end face 13 are located in the slide bore 11, three axially spaced chambers 43, 44th and 45, wherein the middle of these three chambers referred to as Lastmeldekammer 44 be. To each of the two chambers 43 and 45 is the entrance of a Pressure limiting valve 46 connected. Each of these two pressure relief valves is installed in a bore of the valve housing 10. In the in the Figures 3 and 5 shown center position of the spool 12 extends a slide collar 47 from the end face 13 of the valve housing 10 into the area the housing web between the chamber 45 and the drain chamber 22. In this Sliding collar is a flat annular groove 49 screwed over the in the shown Center position of the spool 12 all three chambers 43, 44 and 45 with each other are connected. In addition, the valve collar 47 has at its the drain chamber 22 facing outer edge of a notch 50 through which the chamber 45 and the discharge chamber 32 with a small opening cross-section to each other are open when the spool 12 is in its middle position after a certain way of the spool out of its middle position in one direction becomes this fluidic connection between the drainage chamber 22 and the chamber 45 and thus the chamber 44 closed. A another notch 51 has the same function in an adjustment of the spool 12 in the opposite direction. Only after a certain stroke the fluidic connection between the chamber 44 via the chamber 45 to Drain chamber 22 interrupted. Will the spool 12 from its center position moved out to the specific stroke, the load reporting chamber 44 is ever according to the direction of movement of the spool from the chamber 43 or from the Chamber 45 separated.

Von der äußeren Stimseite 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 valve collar 42 extends through the spool 12 a closed blind bore 55 into the region of the annular groove 49. The blind bore is crossed by two transverse bores 56, of which each one in the piston collar 38 and in the piston collar 39 of the spool 12 located in such a position that they in the center position of the spool is covered by the wall of the slide bore 11. With a movement of the spool 12 from the center position out in one direction is the a transverse bore 56 to the consumer chamber 18 and during a movement of the Spool in the other direction, the other transverse bore 56 to the consumer chamber 19 open. About one in a transverse bore 57, which is in the range of Ring groove 49 is introduced to the blind bore 55 in the spool 12, used Nozzle 58, the blind bore 55 with the load signaling chamber 44 is fluidic connected.

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 Zutaufkammer 15 der Schieberbohrung 11 beaufschlagt.The pressure compensator 17 has a control piston 65 which is in a slide bore 11 parallel and from the end face 14 in the valve housing 10th introduced blind bore 66 is inserted in the blind bore 66 are axially spaced apart from each other an inlet chamber 67, from a perpendicular to the Sectional 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 can with a control edge 70, which is provided with Feinsteuernuten, an opening cross-section between the two chambers 67 and 69 to influence. in the Sense of an enlargement of this opening cross-section of the control piston of the present in the load reporting chamber 44 load pressure of the directional control valve controlled hydraulic consumer and acted upon by a compression spring 71, the pressure equivalent is in the range between 10 and 20 bar. For the purpose of a reduction of the flow area between the two chambers 67th and 69, the control piston from the pressure in the drain chamber 69 and in the Zutaufkammer 15 of the slide bore 11 is applied.

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, in the middle position of the spool 12, the cam grooves 40 and 41 on the tax servants 38 and 39 covered, so that about them no fluidic connection exists between the control chambers. Will be a spool 12 moved far enough from its middle position, so is about the Control grooves 40 on a control collar 38, a flow area between the Inlet chamber 15 and the corresponding consumer chamber 38 or 39 is opened, wherein the opening cross section with increasing stroke of the spool increased. About the control grooves 41 on the other control circuit 39, the rest larger in cross-section than the control grooves 40, is a flow area between the other consumer chamber and the corresponding drain chamber 22 or 23 open. Through the flow area at the control grooves 40 of a control collar is a metering realized over the one Pressure difference drops, which is held constant by the pressure compensator 17 and which corresponds to the force of the compression spring 71. The hydraulic consumer inflowing pressure medium thus depends only on the stroke of the spool 12, but not from the load or pump pressure.

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.To shift the spool 12 from its center position is a spring chamber in one of the two covers 35 acted upon by a control pressure. To serve two electromagnetically actuated pilot valves 72 and 73, which in the a lid 35 are used and as proportionally adjustable pressure reducing valves are formed. To a maximum control pressure of e.g. 30 bar is limited to the two pilot valves 72 and 73 control oil via a channel 74 in Valve housing 10 fed while control oil flow through a channel 75 can.

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 Steuemuten 80 verschlossen. Die Steuemuten 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 Verbraucherkammem 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 previous description it is clear that the two embodiments shown of directional valves according to the invention on both sides of the spring-centered middle position Have working positions in which the one consumer outlet via the pressure compensator and the metering diaphragm pressure medium from a pressure medium source can flow while from the other consumer connection pressure medium in the Tankchannel 24 and from there via a drain connection of the directional control valve to a Tank flows. In both embodiments, the spool 12 is in the tax customer 38 and 39 with additional connecting grooves 80, 81 or 82 provided in Longitudinal direction of the spool 12 extend, limited at both axial ends are and only a small depth in the radial direction of the spool 12 have. In the embodiment of Figures 2 and 4 are in each Steuerbund 38 and 39 two diametrically opposed connecting grooves 80th and two against the Verbindungsnuten 80 offset by 90 degrees further Verbindungsnuten 81 available. The connecting grooves 80 are such that in the middle position the spool 12 those on the control collar 38 to the consumer chamber 18 and those on the control collar 39 to the consumer chamber 19 out are. To drain chamber 22 and 23, the Steuemuten 80 are closed. The Steuemuten 81 are closer to the flow chambers 22 and 23 facing End faces of the tax bundles and are in the middle position shown Spool 12 of the embodiment according to Figures 3 and 4 to the drain chamber 22 and 23 open and closed against the consumer chambers 18 and 19. Thus, in the illustrated mid-position of the spool 12 of the Embodiment according to Figures 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 and 23. All control chambers are shut off from each other. The center position of the spool 12 is thus the blocking function position.

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 grooves 80 and 81 of the embodiment of Figures 3 and 4 and the connecting grooves 82 of the embodiment of Figure 5 are in the longitudinal direction of Spool 12 longer than the clear distance between a consumer chamber and the adjacent drain chamber.

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 Verbraucherkammem 18 und 19 gedrosselt mit den Ablaufkammem verbunden. Es ist eine Schwimmfunktionsstellung des Steuerschiebers 12 erreicht. Die Steuemuten 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 Steuemuten 40 im Steuerbund 38 zur Verbraucherkammer 18 hin und die Steuemuten 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 spool 12 of the embodiment according to the Figures 3 and 4 by pressurizing the spring chamber in the lid 35th without moving the pilot valves to the left. After a relatively small stroke then open the connecting grooves 80 in the control collar 38 to the drain chamber 22 and the connecting grooves 81 in the control collar 39 to the consumer chamber 19th Thus, after a short stroke the consumer chambers 18 and 19 throttled with connected to the Ablaufkammem. It is a floating function position of the spool valve 12 reached. The control grooves 40 and 41 are still covered. To a further stroke of a predetermined size, the Verbindungsnuten 80th in the control collar 38 from the consumer chamber 18 and the connecting grooves 81 in the control collar 39 separated from the discharge chamber 23. Open shortly thereafter the Steuemuten 40 in the control collar 38 to the consumer chamber 18 and the Steuemuten 41 in the control collar 39 to the consumer chamber 19 out. The to the Consumer connections 20 and 21 connected hydraulic consumers can therefore from the just reached stroke position of the spool 12, from Starting at zero speed, increasing with increasing stroke Speed operated. In an adjustment of the spool 12 from the middle position out in the opposite direction will be in the Floating function the connecting grooves 80 on the control collar 39 and the Connecting grooves 81 on the control collar 38 effective.

Die Steuemuten 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 Steuemut 81 am einen Kolbenbund mit einer Steuemut 81 am anderen Kolbenbund miteinander in Flucht liegen.The control grooves 80 and 81 are arranged on the control dogs 38 and 39, a control groove 80 on one piston collar and a control groove 80 on the other Piston collar and a Steuemut 81 on a piston collar with a Steuemut 81st on the other piston collar are in alignment with each other.

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 Steuemuten 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 zunimmtAlso in the embodiment of Figure 5 is aligned a connecting groove 82 on the slide collar 38 with a connecting groove 82 on the slide collar 39. Otherwise, the Position of the connecting grooves 82 with respect to the consumer and drain chambers in the middle position of the spool 12 differently than in the execution of the FIGS. 3 and 4. The position of the connecting grooves 82 on the control dogs 38 and 39 is such that in the centered center position of the spool 12, the connecting groove 82 of the control collar 38 both to the consumer chamber 18 and the Drain chamber 22 and the connecting groove 82 on the control collar 39 both to the consumer chamber 19 and the discharge chamber 23 is open. Thus are at the embodiment of Figure 5 in the middle position of the spool 12, the two Consumer chambers 18 and 19 fluidly with the drain port of the directional control valve connected. The center position of the spool thus corresponds to the Swimming functional position. If now the spool, according to Figure 5 considered, moved to the left, so after a certain stroke, the connecting groove 82 in 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 reached the lying on one side of the middle position blocking function position. After another stroke, the control grooves 41 of the control circuit 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 spool is located then in the one directional function position, whereby by further shift to the left the amount of pressure medium supplied to a hydraulic consumer increases

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 Verbraucherkammem 18 und 19 sowie die Kammern 43, 44 und 45 mit den Ablaufkammem 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 Verbraucherkammem 18 und 19 sowohl gegen die Zulaufkammer 15 als auch gegen die Ablaufkammem 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 according to the embodiment of FIG 5 designed. It is once again clear that in the middle position of the spool 12 the consumer chambers 18 and 19 and the chambers 43, 44 and 45 are connected to the Ablaufkammem 22 and 23, and that the inlet chamber 15 is shut off. The connection between a consumer chamber to the neighboring Drain chamber is a throttled connection, which in Figure 1 by the chokes formed by the connecting grooves 82 is indicated. After both Pages towards the swimming function position in the middle follows one each Locking function position and then a directional function position. In the diagram According to Figure 2 it is clear that in the embodiment of Figures 3 and 4 in the middle position of the spool the consumer chambers 18 and 19 both shut off against the inlet chamber 15 and against the Ablaufkammem 22, 23 are. On the blocking function position in the middle follows to both sides in each case a floating function position in which the connecting grooves 80 and 81 a throttled fluidic connection between the consumer chambers and make the drainage chambers. Each swimming function position still follows a directional function position.

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 diagram of Figure 1 is preferably for controlling a hydraulic traction drive, a directional control valve with the diagram of Figure 2 preferably for controlling a bogie axle or a rotary drive for a crane or a rotator used at the free end of a crane.

Claims

A hydraulic directional valve for load-independent control of a hydraulic consumer in terms of direction and speed with an inlet port (68), with an outlet port (24) and with two consumer ports (20, 21), with, in a spool bore (11) of a valve housing (10), an axially displaceable control spool (12) for the control of the fluidic connections between the ports (20, 21, 24, 68), whereby in a blocking function position of the control spool (12) the inlet port (68) is blocked and the consumer ports (20, 21) are blocked against the inlet port (68) and against the outlet port (24), in a floating function position of the control spool (12) the inlet port (68) is blocked and the two consumer ports (20, 21) are fluidically connected to the outlet port (24), and in two directional function positions of the control spool (12) the one consumer port (20, 21) is fluidically connected to the inlet port (68) and the other consumer port (21, 20) to the outlet port (24), characterized in that the floating function position of the control spool (12) lies between the blocking function position and a directional function position.
A hydraulic directional valve according to Claim 1, characterized in that the control spool (12) is centred in a neutral position by a spring arrangement (34) and that the neutral position is the floating function position.
A hydraulic directional valve according to Claim 2, characterized in that the control spool (12) can be displaced out of the floating function position in opposite directions into a blocking function position in each case.
A hydraulic directional valve according to Claim 1, characterized in that the control spool (12) is centred in a neutral position by a spring arrangement (34) and that the neutral position is the blocking function position.
A hydraulic directional valve according to Claim 4, characterized in that the control spool (12) can be displaced out of the blocking function position in opposite directions into a floating function position in each case.
A hydraulic directional valve according to any of the preceding claims, characterized in that in a floating function position of the control spool (12) the two consumer ports (20, 21) are fluidically connected in a throttled manner with the outlet port (24).
A hydraulic directional valve according to any of the preceding claims, characterized in that the control spool (12) has a control collar (38, 39) which in the floating and the blocking function position lies at least over a part of its length between a consumer chamber (18, 19), connected to a consumer port (20, 21), and an adjacent outlet chamber (22, 23), connected to the outlet port (24), of the spool bore (11) and that in the control collar (38, 39) there is present a recess (80, 81; 82) which in the blocking function position is open only to one of the two chambers (18, 22, 19, 23) and in the floating function position to both chambers (18, 22, 19, 23).
A hydraulic directional valve according to Claim 7, characterized in that the recess is a radially open connecting groove (80, 81, 82), limited axially at both ends, running in the longitudinal direction of the control spool, the length of said connecting groove being larger than the clear distance between the consumer chamber (18, 19) and the outlet chamber (22, 23).
A hydraulic directional valve according to Claim 8, characterized in that the control collar (38) is provided with control grooves (41) on its end face facing the outlet chamber (22, 23), and that, in the event of a displacement of the control spool (12) from the point at which the connecting groove (82) is closed to the outlet chamber (22, 23) to the point at which the control grooves (41) are opened to the consumer chamber (18, 19) there is a stroke section corresponding to the blocking function position.
A hydraulic directional valve according to Claim 8, characterized in that the control collar (38, 39) has a connecting groove (80) which in the neutral position of the control spool (12) is open only to the consumer chamber. (18, 19) and in the event of a displacement of the control spool (12) from the neutral position in a first direction is initially additionally opened to the outlet chamber (23, 23) and after a further stroke section is closed to the consumer chamber (18, 19).
A hydraulic directional valve according to Claim 10, characterized in that the control spool (12) has a second control collar (39, 38) which in the floating and the blocking function position lies at least over a part of its length between a second consumer chamber (19, 18), connected to the second consumer port (21, 20), and an adjacent second outlet chamber (23, 22), connected to the outlet port (24), of the spool bore (11), that the second control collar (39, 38) is provided with control grooves (41) on its end face facing the second outlet chamber (23, 22) and that the second control collar (39, 38) has a connecting groove (81) which in the neutral position of the control spool (12) is open only to the second outlet chamber (23, 22) and in the event of a displacement of the control spool (12) out of the neutral position is additionally opened to the second consumer chamber (19, 18) and after a further stroke section is closed to the second outlet chamber (23, 22) at a point approximately at which the control grooves (41) of the second control collar (39, 38) open to the second consumer chamber (19, 18).
A hydraulic directional valve according to Claim 11, characterized in that the control grooves (41) of the second control collar (39, 38) open to the second consumer chamber (23, 22) shortly after the connecting groove (81) of the second control collar (39, 38) is closed to the second outlet chamber (23, 22).
A hydraulic directional valve according to Claim 11 or 12, characterized in that each control collar (38, 39) has a first connecting groove (80), which in the neutral position of the control spool (12) is open to a consumer chamber (18, 19), and a second connecting groove (81), which in the neutral position is open to an outlet chamber (22, 23), and that a first connecting groove (80) of the first control collar (38) lies axially aligned with a first connecting groove (80) of the second control collar (39) and a second connecting groove (81) of the first control collar (38) lies axially aligned with a second connecting groove (81) of the second control collar (39).
A hydraulic directional valve according to any of Claims 8 to 13, characterized in that lying diametrically opposite to each connecting groove (80, 81, 82) on a control collar (38, 39) is a further connecting groove (80, 81, 82).
A hydraulic directional valve according to any of the preceding claims, characterized in that it is electrically or electrohydraulically actuatable.
The use of a hydraulic directional valve according to any of the preceding claims within a hydraulic travel drive, within a hydraulic control system for a bogie axle or within a hydraulic rotary drive for a crane or a rotator at the free end of a crane.