EP2350461B1 - Hydraulisches steuerventil für einen einseitig arbeitenden differentialzylinder - Google Patents

Hydraulisches steuerventil für einen einseitig arbeitenden differentialzylinder Download PDF

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EP2350461B1
EP2350461B1 EP09759882A EP09759882A EP2350461B1 EP 2350461 B1 EP2350461 B1 EP 2350461B1 EP 09759882 A EP09759882 A EP 09759882A EP 09759882 A EP09759882 A EP 09759882A EP 2350461 B1 EP2350461 B1 EP 2350461B1
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EP
European Patent Office
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connection
valve
piston
control
control valve
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EP09759882A
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English (en)
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Gerd Scheffel
Georg Bunge
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Parker Hannifin Manufacturing Germany GmbH and Co KG
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Parker Hannifin Manufacturing Germany GmbH and Co KG
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    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
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    • F15B13/0402—Valve members; Fluid interconnections therefor for linearly sliding valves, e.g. spool valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
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    • F15B11/024—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member by means of differential connection of the servomotor lines, e.g. regenerative circuits
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20538—Type of pump constant capacity

Definitions

  • a second external port A2 is initially formed on the housing, which via an additional external valve line connection to the leading from the port A to the larger displacement of the working cylinder supply and discharge line is connected to the working stroke of the working cylinder to be able to return the liquid displaced from the small displacement bypassing the pump.
  • control valve With the known control valve is initially connected to the significant disadvantage that the control valve has a different from the standard design spool valves hole pattern with six external terminals, and also a specially designed control piston. Another disadvantage is the outside of the control valve to the working cylinder to be provided line connection. Overall, therefore, manufacture and assembly of the known control valve in conjunction with a differential cylinder consuming.
  • a substantially standard trained control piston can be used with two piston collars, in which only an outer recess must receive a correspondingly larger dimension.
  • Internal valve are in the valve housing only the fifth annular channel and the internal bridge to install.
  • the switch from faster piston travel to full holding force at any time that is, in any position of the piston of the working cylinder is possible because it only requires the externally to be effected activation of the valve-internal check valve.
  • the inventive design of the control valve Regardless of the timing of the aforementioned switching independent of the design of the control valve.
  • a first off FIG. 1 resulting working cylinder 10 has a displaceable therein and mutually different surfaces having piston 11 with a piston rod 12.
  • the piston 11 divides the working cylinder 10 into a large capacity 13 and a small displacement 14.
  • Each displacement 13, 14 is connected via a connected thereto supply and at the same discharge line 15 and 16 for the fluid to the load ports of a control valve 20, wherein the Control valve 20 is further associated with a tank 17 and a pump 18.
  • four standard ports P, A, B, T are formed on the valve housing 21 of the control valve 20, the port P to the pump 18, the port A via the supply and discharge line 15 with the large displacement 13 of the working cylinder 10 and the port B is connected via the supply and discharge line 16 with the small displacement 14 of the working cylinder 10.
  • control spaces 46 are respectively formed at the two ends of the control piston 26 in the valve housing 21, which are connected via a pilot control line 47 formed in the valve housing 21 to a pilot control (not shown) connected to the control valve 20.
  • springs 45 are arranged, which fix the control piston 26 at a prevailing in the control chambers 46 pressure of zero bar in its center position.
  • a displacement measuring system 48 is connected at the one end of the control piston 26 .
  • connection from A to T through the left outer recess 28 in Control piston 26 is released, so that the displaced during the return stroke of the piston 11 from the large displacement 13 fluid via the supply and discharge line 15, the port A, the recess 28 and the port T to the tank 17 can flow.
  • the connection opening from A to T recess 28 at least twice the size of the other, formed on the control piston 26 recesses 28a.
  • FIG. 2 is a development of the above FIG. 1 shown control valve, in which now a switchover of the so-called rapid traverse of the working cylinder with faster ejection movement of the piston rod 12 to a state with high holding power is possible.
  • the small displacement 14 of the working cylinder 10 must be relieved by switching to the tank 17 so that no pressure is present in the small displacement 14 of the working cylinder 10.
  • control valve 20 further developed such that the internal bridge 30 is continued in the direction of the tank connection T associated annular space 25 and outgoing therefrom a connecting bore 40 is arranged to the terminal A associated annular space 23.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuerventil zur Steuerung eines einen Kolben mit einseitiger Kolbenstange aufweisenden doppelt wirkenden Arbeitszylinders mit folgenden Merkmalen: Das in Kolbenschieberbauweise ausgebildete Steuerventil weist vier externe Anschlüsse mit zugeordneten, im Ventilgehäuse ausgebildeten Ringkanälen auf, nämlich einen Pumpenanschluss (P), einen Anschluss (A) für eine Zu- und Abfuhrleitung zum großen Hubraum des Arbeitszylinders, einen Anschluss (B) für eine Zu- und Abfuhrleitung zum kleinen Hubraum des Arbeitszylinders sowie einen zum Tank führenden Tankanschluss (T); ein Steuerkolben ist in einer Bohrung des Ventilgehäuses längsverschiebbar angeordnet; an dem Steuerkolben sind mittels in dem Steuerkolben ausgebildeter Ausnehmungen Kolbenbunde ausgebildet, über deren Umfang Steuerkanten verlaufen; die Anschlüsse (P, A, B, T) werden mittels der Steuerkanten freigegeben bzw. gesperrt und zur Rückspeisung des beim Ausfahren der Kolbenstange aus dem kleinen Hubraum des Arbeitszylinders verdrängten und zum Anschluss (B) des Steuerventils geführten Fluides in den großen Hubraum des Arbeitszylinders ist im Ventilgehäuse eine interne Brücke ausgebildet, die bei einer zugeordneten Stellung des Steuerkolbens eine Verbindung des zum Anschluss (B) gehörigen Ringraums mit dem zum Anschluss (A) gehörigen Ringraum ermöglicht.
  • Eine Arbeitszylinderanordnung mit einem zugehörigen Steuerventil ist in der DE 30 00 260 C2 beschrieben. Die daraus bekannte Ausbildung des Steuerventils soll ein Verfahren des Kolbens des Arbeitszylinders mit Differentialwirkung, das heißt mit einer schnellen Kolbenbewegung, ermöglichen, indem eine Rückspeisung des beim Arbeitshub des Differentialzylinders, das heißt beim Ausfahren der Kolbenstange, aus dem kleinen Hubraum des Arbeitszylinders verdrängten Fluids in die vom Steuerventil zum großen Hubraum des Arbeitszylinders führende Leitung vorgesehen ist, so dass die Pumpe sowohl beim Arbeitshub des Arbeitszylinders als auch bei dessen Rückhub mit einem Einfahren der Kolbenstange jeweils nur die gleiche Fördermenge liefern muss. Da zusätzlich beim Rückhub des Arbeitszylinders die aus dem großen Hubraum verdrängte Fluidmenge größer ist als die beim Arbeitshub des Arbeitszylinders aus dem kleinen Hubraum verdrängte Fluidmenge sind bei dem aus der DE 30 00 260 C2 bekannten Steuerventil sechs externe Anschlüsse ausgebildet. Zusätzlich zu den Standard-Anschlüssen P, A, B, T eines Standard-Kolbenschieberventils ist an dem Gehäuse zunächst ein zweiter externer Anschluss A2 ausgebildet, der über eine zusätzliche ventilexterne Leitungsverbindung an die vom Anschluss A zum größeren Hubraum des Arbeitszylinders führende Zu- und Abfuhrleitung angeschlossen ist, um beim Arbeitshub des Arbeitszylinders die aus dem kleinen Hubraum verdrängte Flüssigkeit unter Umgehung der Pumpe rückspeisen zu können. Weiterhin ist ein zweiter externer Anschluss T2 vorgesehen, um den beim Rückhub des Arbeitszylinders aus dem großen Hubraum verdrängten Fluidstrom aufteilen und über das Steuerventil abführen zu können. Entsprechend weist das Steuerventil einen speziellen Steuerkolben mit drei Kolbenbunden auf, da zur Steuerung der jeweiligen Anschlussverbindungen mindestens fünf Steuerkanten erforderlich sind.
  • Mit dem bekannten Steuerventil ist zunächst der wesentliche Nachteil verbunden, dass das Steuerventil ein von der Standardausführung entsprechender Kolbenschieberventile abweichendes Lochbild mit sechs externen Anschlüssen aufweist, sowie ferner einen speziell dafür ausgebildeten Steuerkolben. Nachteilig ist weiterhin die außerhalb des Steuerventils zum Arbeitszylinder hin vorzusehende Leitungsverbindung. Insgesamt sind somit Herstellung und Montage des bekannten Steuerventils in Verbindung mit einem Differentialzylinder aufwendig.
  • Bei derartigen Steuerungen von Differentialzylindern tritt als zusätzliche Forderung auf, zumindest am Ende des Arbeitshubes bei ausgefahrener Kolbenstange die volle von der Pumpe zur Verfügung gestellte Kraft nicht mehr zum Bewegen des Kolbens, sondern als Haltekraft einzusetzen. Hierzu ist bei der in der DE 30 00 260 C2 beschriebenen Anordnung zusätzlich in die zwischen dem Anschluss A2 des Steuerventils und der zum größeren Hubraum des Arbeitszylinders führenden Zu- und Abfuhrleitung verlaufende Verbindungsleitung ein Wegeventil mit zwei Schaltstellungen eingeschaltet. Wenn sich die Kolbenstange in der ausgefahrenen Stellung befindet, schaltet das Wegeventil in eine Stellung um, in welcher die über das Steuerventil realisierte Rückspeisungs-Verbindung zwischen dem kleinen Hubraum und dem großen Hubraum des Arbeitszylinders unterbrochen und nunmehr der kleine Hubraum des Arbeitszylinders unmittelbar an den Tank angeschlossen ist. Bei einer solchen Schaltstellung des Wegeventils wirkt dem an der großen Fläche des Kolbens des Arbeitszylinders im großen Hubraum wirkenden Druck kein Druck in dem kleinen Hubraum des Arbeitszylinders mehr entgegen, so dass die Haltekraft gegenüber dem Zustand beim Ausfahren der Kolbenstange jedenfalls bei symmetrischer Ausbildung des Arbeitszylinders auf das Doppelte erhöht ist. Mit dieser bekannten Ausführung ist der Nachteil verbunden, dass das zusätzliche Wegeventil einen vermehrten Aufwand bei der entsprechenden Ausgestaltung der Steuerung insgesamt bedeutet, insbesondere auch deswegen, weil dieses Wegeventil auf die gleiche Nenngröße ausgelegt sein muss wie das der Hauptsteuerung des Arbeitszylinders dienende Steuerventil, soweit in dem angesprochenen Funktionsfall des Anschlusses des kleinen Hubraumes des Arbeitszylinders an den Tank der gleiche Durchlass an Fluid über das Wegeventil zu führen ist, wie dies für das Steuerventil gilt.
  • Ein zumindest eine Rückspeisung des beim Arbeitshub des Arbeitszylinders aus dessen kleinem Hubraum verdrängten Fluids ermöglichendes Steuerventil mit den gattungsgemäßen Merkmalen ist aus der US 3 633 461 A bekannt. An dem Steuerventil sind vier externe Anschlüsse (P, A, B, T) ausgebildet, wobei die für die Rückspeisung erforderliche Verbindung von Anschluss (B) nach Anschluss (A) mittels einer im Ventilgehäuse ausgebildeten gehäuseinternen Brücke geschaffen ist. Die gehäuseinterne Brücke verläuft zwischen dem zum Anschluss (T) gehörigen Ringraum und dem zum Anschluss (A) gehörigen Ringraum, wobei die Verbindung von Anschluss (B) nach Anschluss (A) über den zum Anschluss (T) gehörigen Ringraum verläuft. Die Brücke weist eine Verzweigung mit einem unter Einschaltung eines Drosselventils zum Tank führenden Zweig und mit einem zum Anschluss (A) und damit zum großen Hubraum des Antriebszylinders führenden Zweig auf, wobei in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Kolbenbewegung im Arbeitszylinder eine Rückspeisung nur bei schneller Kolbenfahrt erfolgt, während bei langsamer Kolbenfahrt eine vollständige Ableitung des aus dem kleinen Hubraum verdrängten Fluids zum Tank erfolgt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil mit den eingangs genannten Merkmalen so weiterzubilden bzw. einzurichten, dass bei Beibehaltung einer Standard-Ausführung des Ventilgehäuses mit vier externen Anschlüssen zwei Betriebszustände der Arbeitszylinderanordnung mit sowohl einer Rückspeisung des aus dem kleinen Hubraum verdrängten Fluids als auch mit einer Umschaltung auf volle Haltekraft ermöglicht ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Anspruch 1; eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben.
  • Die Erfindung sieht im einzelnen vor, dass im Ventilgehäuse ein fünfter, von dem Steuerkolben gesteuerter und bei einer zugeordneten Stellung des Steuerkolbens mit dem Anschluss (B) verbundener, interner Ringkanal (V) ausgebildet ist, wobei die interne Brücke von dem fünften internen Ringkanal (V) wegführt und sowohl über eine Verbindungsbohrung mit dem zum Anschluss (A) gehörigen Ringraum als auch über einen stromabwärts der abgehenden Verbindungsbohrung gelegenen Abschnitt an den dem Tankanschluss (T) zugehörigen Ringraum angeschlossen ist, wobei ferner in der Verbindungsbohrung ein ventilinternes Rückschlagventil mit einer zum Anschluss (A) gerichteten Durchlassrichtung angeordnet und in dem Abschnitt der Brücke ein extern ansteuerbares Steuerventil zum Öffnen und Schließen des Verbindung von nach (T) angeordnet ist, und wobei die Ausnehmung im Steuerkolben zur Verbindung der Anschlüsse (A) und (P) den Durchfluss einer doppelt so gro-βen Fluidmenge ermöglicht wie die die Anschlüsse (P) und (A) bzw. (B) sowie (B) und (V) verbindenden Ausnehmungen des Steuerkolbens.
  • Bei dieser Ausgestaltung des Steuerventils ist nun einerseits über den fünften Ringraum und die gehäuseinterne Brücke bei entsprechender Stellung des Steuerkolbens die der Rückspeisung bei schneller Kolbenfahrt dienende Verbindung der externen Anschlüsse B und A gegeben, wobei die Verbindung der ventilinternen Brücke zum Tankanschluss T über das ventilinterne Sperrventil gesperrt ist und das Rückschlagventil die Verbindung von B über V in Richtung nach A freigibt. Soll von schneller Kolbenfahrt auf die volle Haltekraft umgeschaltet werden, so ist, wie beim Stand der Technik auch, die Verbindung zwischen den Anschlüssen B und T zu öffnen, was durch die Umschaltung des ventilinternen Sperrventils von dessen Sperrstellung in dessen Offenstellung geschieht, so dass nun der Anschluss B über V unmittelbar in den zum Tankanschluss T gehörigen Ringraum entlastet. Da die ventilinterne Brücke an den Ringraum von T angeschlossen ist, bleibt die Verbindung zum Tank von der Sperrung der Anschlüsse A und T durch den zugehörigen Kolbenbund des Ventilkolbens unberührt.
  • Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass durch die Anordnung eines lediglich internen zusätzlichen Ringkanals ohne dessen Verbindung nach außen und die ebenfalls ventilinterne Verbindung dieses Ringkanals mit dem zum Anschluss A gehörigen Ringkanal über die ventilinterne Brücke ein weiterer Gehäuseanschluss vermieden ist. Der Notwendigkeit einer über das Steuerventil beim Rückhub des Arbeitszylinders zum Tank zu führenden Fluidmenge wird durch die entsprechend groß bemessene Ausnehmung im Steuerkolben Rechnung getragen. Somit kann in vorteilhafter Weise das Standard-Lochbild eines üblichen Ventilgehäuses mit vier externen Anschlüssen verwendet werden, wobei gleichzeitig keine externen zusätzlichen Leitungsverbindungen zwischen dem Steuerventil und dem Arbeitszylinder beziehungsweise den dahin führenden Zu- und Abfuhrleitungen erforderlich sind. Weiterhin kann ein im wesentlichen standardmäßig ausgebildeter Steuerkolben mit zwei Kolbenbunden verwendet werden, bei dem lediglich eine äußere Ausnehmung eine entsprechend größere Abmessung erhalten muss. Ventilintern sind bei dem Ventilgehäuse lediglich der fünfte Ringkanal und die gehäuseinterne Brücke anzubringen. Insgesamt bedeuten insoweit die an einem Standardventil in Kolbenschieberbauweise vorzunehmenden Änderungen im Vergleich zu den im Stand der Technik beschriebenen Lösungen keinen erheblichen Mehraufwand.
  • Weiterhin ergibt sich der besondere Vorteil, dass die Umschaltung von schneller Kolbenfahrt auf volle Haltekraft zu jedem Zeitpunkt, dass heißt in jeder Stellung des Kolbens des Arbeitszylinders möglich ist, weil es lediglich der von extern zu bewirkenden Ansteuerung des ventilinternen Sperrventils bedarf. Somit ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Steuerventils hinsichtlich des Zeitpunktes der vorgenannten Umschaltung von der Bauweise des Steuerventils unabhängig.
  • Vorzugsweise ist dabei das ventilinterne Sperrventil ein elektrisch ansteuerbares Sperrventil.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein hydraulisches Steuerventil mit daran angeschlossenem Arbeitszylinder in einer schematischen Darstellung,
    Fig. 2
    das Steuerventil gemäß Figur 1 in einer anderen Ausführungsform mit einer Umschaltmöglichkeit von schneller Kolbenfahrt auf Erhöhung der Haltekraft,
  • Die vorstehende Zeichnung gibt lediglich die Ausgangsstellung für die nachstehende Funktionserläuterung ohne Rücksicht auf die maßstäbliche Ausführung des Steuerventils als Anhalt wieder, so dass die konstruktive Auslegung und Wahl der Abmessungen von dem Durchschnittsfachmann in Kenntnis der von der Erfindung gewollten Funktionszusammenhänge zu treffen ist.
  • Ein sich zunächst aus Figur 1 ergebender Arbeitszylinder 10 weist einen darin verschieblichen und beiderseits unterschiedliche Flächen aufweisenden Kolben 11 mit einer Kolbenstange 12 auf. Der Kolben 11 unterteilt den Arbeitszylinder 10 in einen großen Hubraum 13 und einen kleinen Hubraum 14. Jeder Hubraum 13, 14 ist über eine an ihm angeschlossene Zu- und zugleich Abfuhrleitung 15 beziehungsweise 16 für das Fluid mit den Verbraucheranschlüssen eines Steuerventils 20 verbunden, wobei dem Steuerventil 20 weiterhin ein Tank 17 und eine Pumpe 18 zugeordnet sind. Insofern sind an dem Ventilgehäuse 21 des Steuerventils 20 vier Standard-Anschlüsse P, A, B, T ausgebildet, wobei der Anschluss P mit der Pumpe 18, der Anschluss A über die Zu- und Abfuhrleitung 15 mit dem großen Hubraum 13 des Arbeitszylinders 10 und der Anschluss B über die Zu- und Abfuhrleitung 16 mit dem kleinen Hubraum 14 des Arbeitszylinders 10 verbunden ist. Dem Tankanschluss T ist der Tank 17 zugeordnet. Im Inneren des Ventilgehäuses 21 sind den einzelnen, vorgenannten Gehäuseanschlüssen jeweils Ringräume zugeordnet, und zwar ein Ringraum 22 für den Anschluss P, ein Ringraum 23 für den Anschluss A, ein Ringraum 24 für den Anschluss B und ein Ringraum 25 für den Anschluss T.
  • In der zugeordneten Bohrung des Ventilgehäuses 21 des Steuerventils 20 ist ein Steuerkolben 26 verschiebbar, der zwei Kolbenbunde 27 aufweist, wobei zwischen den Kolbenbunden 27 und jeweils auf der Außenseite eines jeden Kolbenbundes 27 Ausnehmungen 28 bzw. 28a ausgefräst sind. In der schematisch dargestellten Mittelstellung des Steuerkolbens 26 in Figur 1 sperren die beiden Kolbenbunde 27 die Verbraucheranschlüsse A und B ab.
  • Zur Herbeiführung der Steuerbewegungen des Steuerkolbens 26 sind an den beiden Enden des Steuerkolbens 26 in dem Ventilgehäuse 21 jeweils Steuerräume 46 ausgebildet, die über im Ventilgehäuse 21 ausgebildete Vorsteuerleitungen 47 mit einer an dem Steuerventil 20 angeschlossenen, nicht dargestellten Vorsteuerung in Verbindung stehen. In den Steuerräumen 46 sind Federn 45 angeordnet, die den Steuerkolben 26 bei einem in den Steuerräumen 46 herrschenden Druck von null bar in seiner Mittenstellung fixieren. An dem einen Ende des Steuerkolbens 26 ist ein Wegmesssystem 48 angeschlossen. Durch Einleitung von entsprechendem Steueröl in einen der beiden Steuerräume 46 kann der Steuerkolben 26 in dem Ventilgehäuse 21 in beiden Richtungen jeweils verschoben werden, so dass die an dem Steuerkolben 26 ausgebildeten Kolbenbunde 27 über die dazwischen liegenden Ausnehmungen 28 bzw. 28a jeweils die Gehäuseanschlüsse P, A, B, T im Hinblick auf die gewünschte Ventilfunktion verbinden.
  • Um eine Rückspeisung des bei dem Arbeitshub des Arbeitszylinders 10, dass heißt bei dem Ausfahren der Kolbenstange 12 aus dem Arbeitszylinder 10, aus dem kleinen Hubraum 14 verdrängten Fluids unter Umgehung der Pumpe in den großen Hubraum 13 des Arbeitszylinders 10 durchführen zu können, ist in dem Ventilgehäuse 21 dem Anschluss B benachbart ein zusätzlicher, fünfter Ringkanal V ausgebildet, der über eine im Ventilgehäuse 21 ausgebildete interne Brücke 30 mit dem dem Anschluss A zugehörigen Ringraum 23 verbunden ist.
  • Mit dieser Ausgestaltung wird ermöglicht, dass in einer nach links versetzten Stellung des Steuerkolbens 26, in welcher eine Verbindung zwischen dem Anschluss P und dem Anschluss A hergestellt und der Tankanschluss T durch den linken Kolbenbund 27 blockiert ist, gleichzeitig die Verbindung zwischen P und B durch den rechten Kolbenbund 27 gesperrt ist, während die Verbindung von B nach V geöffnet ist. In dieser Stellung kann das aus dem kleinen Hubraum 14 verdrängte Fluid über die Zu- und Abfuhrleitung 16, den Anschluss B, den Ringkanal V und die interne Brücke 30 zu dem dem Anschluss A gehörigen Ringraum 23 hinzutreten, so dass hier der von der Pumpe P gelieferte Volumenstrom um die Rückspeisung aus dem kleinen Hubraum 14 des Arbeitszylinders 10 erhöht wird. Somit ist ein Schnellgang des Kolbens 11 im Arbeitszylinder 10 gegeben.
  • Zum Rückhub des Kolbens 11 im Arbeitszylinder 10 wird der Steuerkolben 26 gegenüber der in Figur 1 dargestellten Stellung nach Rechts versetzt, so dass die Verbindung von P nach B geöffnet und gleichzeitig die Verbindung von B nach V durch den rechten Ringbund 27 gesperrt ist. Da gleichzeitig die Verbindung von P nach A durch den linken Ringbund 27 gesperrt ist, fördert die Pumpe 18 nun über die Verbindung P - B in den kleinen Hubraum 14 des Arbeitszylinders 10 und sorgt für ein Verfahren des Kolbens 11 nach links. Gleichzeitig ist in der nach rechts versetzten Stellung des Steuerkolbens 26 die Verbindung von A nach T durch die linke äußere Ausnehmung 28 im Steuerkolben 26 freigegeben, so dass das beim Rückhub des Kolbens 11 aus dem großen Hubraum 13 verdrängte Fluid über die Zu- und Abfuhrleitung 15, den Anschluss A, die Ausnehmung 28 und den Anschluss T zum Tank 17 abfließen kann. Soweit hierbei die doppelte Fluidmenge über das Steuerventil zu führen ist, weist die die Verbindung von A nach T öffnende Ausnehmung 28 mindestens die doppelte Größe der anderen, an dem Steuerkolben 26 ausgebildeten Ausnehmungen 28a auf.
  • In Figur 2 ist eine Weiterbildung des vorstehend zu Figur 1 beschriebenen Steuerventils dargestellt, bei welchem nun eine Umschaltmöglichkeit von dem sogenannten Eilgang des Arbeitszylinders mit schnellerer Ausschubbewegung der Kolbenstange 12 auf einen Zustand mit hoher Haltekraft möglich ist. Wie im Stand der Technik grundsätzlich vorgegeben, muss dabei der kleine Hubraum 14 des Arbeitszylinders 10 durch die Umschaltung zum Tank 17 hin entlastet werden, damit im kleinen Hubraum 14 des Arbeitszylinders 10 kein Druck mehr ansteht. Hierzu ist das in Figur 1 dargestellte Steuerventil 20 dahingehend weitergebildet, dass die interne Brücke 30 in Richtung des zum Tankanschluss T gehörigen Ringraumes 25 weitergeführt ist und davon abgehend eine Verbindungsbohrung 40 zu dem zum Anschluss A gehörigen Ringraum 23 angeordnet ist. Insofern weist die interne Brücke 30 einen stromabwärts der Verbindungsbohrung 40 gelegenen und zu dem zum Tankanschluss T gehörigen Ringraum 25 führenden Abschnitt 41 auf. Dabei ist in die Verbindungsbohrung 40 im Inneren des Ventilgehäuses 21 ein Rückschlagventil 42 eingeschaltet, welches eine zum Anschluss A hin gerichtete Durchlassrichtung aufweist. Ferner ist in den zwischen der Verbindungsbohrung 40 und dem Ringraum 25 des Anschlusses T gelegenen Abschnitt 41 ein vorzugsweise elektrisch betätigbares Sperrventil 43 eingeschaltet, mittels dessen die von dem Ringkanal V herkommende Verbindung zum Anschluss T absperrbar beziehungsweise öffenbar ist.
  • In der sogenannten Eilgangsschaltung also beim schnellen Vorfahren des Kolbens 11 in dem Arbeitszylinder 10 mit Ausschub der Kolbenstange 12 befindet sich das Sperrventil 43 in der Sperrstellung, so dass das aus dem kleinen Hubraum 14 des Arbeitszylinders 10 verdrängte Fluid vom Anschluss B über V, die weiterführende interne Brücke 30 und die davon abgehende Verbindungsbohrung 40 mit dem zum Anschluss A gehörigen Ringraum 23 verbunden ist, wobei in dieser Fließrichtung sich das Rückschlagventil 42 jeweils öffnet. Soll nun auf die volle Haltekraft im Arbeitszylinder 10 umgeschaltet und insofern eine Verbindung des kleinen Hubraums 14 zum Tank 17 hergestellt werden, so wird das Sperrventil 43 in die Offen-Stellung geschaltet, so dass der Verbindungsweg von dem kleinen Hubraum 14 über den Anschluss B, den Ringkanal V, die interne Brücke 30 mit Abschnitt 41 zu dem dem Anschluss T zugeordneten Ringraum 25 freigegeben ist. In dieser Stellung sperrt das Rückschlagventil 42 den Weg vom unter Pumpendruck stehenden Ringkanal 23 in Richtung der internen Brücke 30 mit Abschnitt 41, so dass hier eine Entlastung des dem Anschluss A zugehörigen Ringraums 23 zum Tankanschluss T nicht möglich ist.

Claims (2)

  1. Hydraulisches Steuerventil zur Steuerung eines einen Kolben (11) mit einseitiger Kolbenstange (12) aufweisenden doppelt wirkenden Arbeitszylinders (10) mit folgenden Merkmalen:
    - das in Kolbenschieberbauweise ausgebildete Steuerventil weist vier externe Anschlüsse mit zugeordneten, im Ventilgehäuse (21) ausgebildeten Ringkanälen (22, 23, 24, 25) auf,
    - nämlich einen Pumpenanschluss P, einen Anschluss A für eine Zu- und Abfuhrleitung zum großen Hubraum des Arbeitszylinders, einen Anschluss B für eine Zu- und Abfuhrleitung (15) zum kleinen Hubraum (14) des Arbeitszylinders (10) sowie einen zum Tank (17) führenden Tankanschluss T,
    - ein Steuerkolben (26) ist in einer Bohrung des Ventilgehäuses (21) längsverschiebbar angeordnet,
    - an dem Steuerkolben (26) sind mittels in dem Steuerkolben (26) ausgebildeter Ausnehmungen (28) Kolbenbunde (27) ausgebildet, über deren Umfang Steuerkanten verlaufen,
    - die Anschlüsse P, A, B, T werden mittels der Steuerkanten freigegeben bzw. gesperrt,
    - zur Rückspeisung des beim Ausfahren der Kolbenstange (12) aus dem kleinen Hubraum (14) des Arbeitszylinders (10) verdrängten und zum Anschluss B des Steuerventils geführten Fluides in den großen Hubraum (13) des Arbeitszylinders (10) ist im Ventilgehäuse (21) eine interne Brücke (30) ausgebildet, die bei einer zugeordneten Stellung des Steuerkolbens (26) eine Verbindung des zum Anschluss B gehörigen Ringraums (24) mit dem zum Anschluss A gehörigen Ringraum (23) ermöglicht,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - im Ventilgehäuse (21) ein fünfter, von dem Steuerkolben (26) gesteuerter und bei einer zugeordneten Stellung des Steuerkolbens (26) mit dem Anschluss B verbundener, interner Ringkanal V ausgebildet ist,
    - die interne Brücke (30) von dem fünften internen Ringkanal V wegführt und sowohl über eine Verbindungsbohrung (40) mit dem zum Anschluss A gehörigen Ringraum (23) als auch über einen stromabwärts der abgehenden Verbindungsbohrung (40) gelegenen Abschnitt (41) an den dem Tankanschluss T zugehörigen Ringraum (25) angeschlossen ist,
    - in der Verbindungsbohrung (40) ein ventilinternes Rückschlagventil (42) mit einer zum Anschluss A gerichteten Durchlassrichtung angeordnet ist,
    - in dem Abschnitt (41) der Brücke (30) ein extern ansteuerbares Sperrventil (43) zum Öffnen und Schließen der Verbindung vom Ringkanal V zum Tankanschluss T angeordnet ist,
    - wobei die Ausnehmung (28) im Steuerkolben (26) zur Verbindung der Anschlüsse A und T den Durchfluss einer doppelt so großen Fluidmenge ermöglicht wie die die Anschlüsse P und A bzw. B sowie B und V verbindenden Ausnehmungen (28a) des Steuerkolbens (26).
  2. Hydraulisches Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil (43) ein elektrisch ansteuerbares Sperrventil ist.
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