WO2005116457A1 - Wegeventilanordnung - Google Patents

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WO2005116457A1
WO2005116457A1 PCT/EP2005/002890 EP2005002890W WO2005116457A1 WO 2005116457 A1 WO2005116457 A1 WO 2005116457A1 EP 2005002890 W EP2005002890 W EP 2005002890W WO 2005116457 A1 WO2005116457 A1 WO 2005116457A1
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WO
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control
pressure
connection
valve
tank
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/002890
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rauch Gunther
Original Assignee
Bosch Rexroth Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Bosch Rexroth Ag filed Critical Bosch Rexroth Ag
Publication of WO2005116457A1 publication Critical patent/WO2005116457A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0401—Valve members; Fluid interconnections therefor
    • F15B13/0402—Valve members; Fluid interconnections therefor for linearly sliding valves, e.g. spool valves
    • F15B13/0403—Valve members; Fluid interconnections therefor for linearly sliding valves, e.g. spool valves a secondary valve member sliding within the main spool, e.g. for regeneration flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0401—Valve members; Fluid interconnections therefor
    • F15B2013/0413—Valve members; Fluid interconnections therefor with four or more positions

Definitions

  • the invention relates to a directional valve arrangement according to the preamble of patent claim 1.
  • Directional valve arrangements of this type are used, for example, in mobile hydraulics to control a consumer, for example a hydraulic cylinder, and thus to lower or raise a load.
  • the applicant's RD leaflet 64 266 and patent DE 35 08 340 C2 describe a directional control valve arrangement of a mobile control block which is biased into a basic position via a centering spring arrangement in which two working connections connected to the pressure chambers of the hydraulic cylinder are blocked off from a pressure connection and a tank connection are. Front control surfaces of a valve spool of the directional valve arrangement are acted upon by a control pressure in order to shift a valve spool of the directional valve arrangement into control positions in which the hydraulic cylinder is extended to raise the load or to lower the load.
  • a measuring orifice is opened that determines the pressure medium volume flow to the respective pressure chamber.
  • the valve slide can be moved into a floating position in which the two working connections are connected to the tank.
  • a floating position is required, for example, to pressurize a bucket of an excavator or wheel loader supported by the hydraulic cylinder and to pull off the ground (leveling).
  • the shovel then automatically adjusts to the support position and can follow bumps and the like.
  • a centering spring of the centering spring arrangement is supported on a piston which is subjected to a control pressure on the back. This control pressure can be reduced to switch to the floating position so that the piston dodges and the valve spool is moved into the floating position.
  • a comparatively strong 4-position spring can be used, on which the centering spring is supported . is.
  • the force of this 4-position spring can then be overcome by applying a high control pressure to move the valve spool into the floating position (4th position).
  • US Pat. No. 2,916,050 shows a directional valve arrangement in which the floating position is achieved by driving over a catch of a spring plate of the centering spring arrangement.
  • a solution is disclosed in US Pat. No. 5,992,454 in which the floating position is set into an end position by simply moving the valve slide.
  • the directional valve arrangement has a valve spool which is biased into a basic position via a centering spring arrangement. Control surfaces of the valve spool can be subjected to a control pressure in order to connect two working connections of the directional valve arrangement to a pressure connection or a tank connection.
  • a 2-way valve with an inner piston is arranged in the valve slide, via which a connection channel can be opened, which connects the work connection that is connected to the tank connection to the other work connection. That the valve slide does not have to be moved out of its set control position (for example lowering) to set the floating position, so that no additional stroke of the valve slide is required.
  • the cover of the directional control valve arrangement can thus be implemented in a standard design, so that this solution is much simpler and cheaper to implement than the known constructions described at the beginning.
  • the inner piston is biased into a closed position by means of a spring, a control pressure of the inner piston acting in the opening direction being acted upon by a control pressure around which To move the inner piston against the force of the spring into an open position.
  • this control pressure can be tapped from the control chamber which acts on the valve spool in the mentioned control position (lowering).
  • the inner piston has a control collar and a piston collar at a distance from it, which axially delimit an annular space. In the open position of the inner piston, this connects two radial bores of the valve slide, each of which opens into a pressure chamber connected to one of the working connections.
  • the tank pressure is applied to the rear of the piston collar and to an end face which plunges into a spring chamber of the inner piston.
  • the control surface of the inner piston which is effective in the opening direction is formed on a further collar.
  • the directional valve arrangement is designed as a so-called 4-position valve, with a basic position and a multiplicity of second and third control positions, by means of which the pressure medium volume flow to the consumer is determined, and a fourth position - the so-called floating position.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a mobile control block with a directional valve arrangement according to the invention
  • Figure 2 is an enlarged view of the directional control valve arrangement of Figure 1 and
  • FIG. 3 shows the directional control valve arrangement from FIG. 2 in a floating position.
  • Figure 1 shows a sectional view of a mobile control block 1, as it is used in mobile machines for controlling work tools, for example the shovel of a wheel loader or mobile excavator.
  • the mobile control block 1 shown is designed as an LUDV system, but the directional valve arrangement used can also be used in other systems, for example with a constant pump or an upstream pressure compensator (conventional LS systems).
  • the mobile control block 1 has a housing 2 on which a working connection A, a pressure connection P, a further working connection B and a tank connection T (the latter indicated by dashed lines) are formed.
  • a proportionally adjustable directional control valve 4 is accommodated in the mobile control block, the valve slide 6 of which is guided in a valve bore 8 of the housing 2.
  • valve slide 6 passes through the valve bore 8 and is biased into a central position (not shown) via a centering spring arrangement.
  • Centering spring arrangement has two on both sides Valve slide 6 engaging centering springs 10, which are each supported in a cover 12.
  • the two covers 12 are attached to the side of the housing 2 and each delimit a control chamber 14 which can be acted upon by a control pressure via a control connection Y.
  • This control pressure can be set, for example, as a function of the actuation of a joystick by the driver of the work machine.
  • the control surfaces 16 of the valve spool 6 are acted upon by the pressure in the respective control chamber 14 in order to move the valve spool 6.
  • valve slide 6 When the right cover 12 is acted upon by a control pressure, the valve slide 6 can be shifted to the left into its lower control positions, in which the working connection A is connected to the pressure connection P and the further working connection B is connected to the tank connection T. 1 shows a lower end position in which the valve slide 6 bears against a stop 18. An inner piston 20 is guided in the valve slide 6, via which - as will be explained in more detail below - in the end position of the valve slide 6 shown, a connection is established between the working connection A and the other working connection B connected to the tank T, so that both pressure chambers of the hydraulic cylinder are connected to the tank. In the solution shown in FIG. 1, the floating position is thus not adjusted by moving the valve slide 6 but by moving the valve slide into the lower position and then by actuating the inner piston 20.
  • a regeneration valve 22 via which pressure medium can be sucked from the tank into the annular space of the hydraulic cylinder in the event of a rapid lowering.
  • an unlockable non-return valve 24 is used, which essentially prevents back pressure flow when the hydraulic cylinder is extended and can be brought into an open position to allow the pressure medium to flow away.
  • the mobile control block 1 is designed as an LUDV system.
  • the adjustable measuring orifice formed by the directional control valve 4 is followed by a pressure compensator 26 which is acted upon in the opening direction by the pressure after the measuring orifice and in the closing direction by a control pressure which usually corresponds to the highest load pressure of all consumers.
  • an LS variable displacement pump is also controlled.
  • the pressure compensator 26 is inserted into the housing 2 so that it is in the
  • valve bore in the illustration according to FIG. 2 is connected from the left to annular spaces 26, 28, 30, 32, 34, 36 and 40.
  • the two outer annular spaces 26, 40 are connected to the tank channel T (not shown) via a tank channel.
  • the ring channel 32 arranged approximately in the middle is connected to the pressure connection P.
  • the annular space 30 leads via a pressure compensator channel 44 to the input connection of the pressure compensator 26 (see FIG. 1), while its output connection is connected to the annular space 28 via a channel 46 and a load holding valve 48.
  • This is connected to the annular space 34 via a connecting channel 50.
  • the annular space 36 arranged to the right of it leads via a working channel (not shown) to the further working connection B.
  • a working channel 52 which leads to the working connection A according to FIG. In the exemplary embodiment shown, this working channel 52 is connected to the tank channel 42 via a pressure limiting valve 54.
  • valve slide 6 Six control grooves are provided on the valve slide 6, through which one tank control edge 56, two
  • Tank control edge 66 are formed.
  • Valve slide 6 is formed a blind hole 68 in which the inner piston 20 is axially displaceably guided. This is from a spring 70 in a Basic position biased against a screw plug 72 screwed into the blind hole 68.
  • the inner piston 20 has on its left end section a control collar 74, on the end face of which the spring 70 engages, an approximately centrally arranged piston collar 76 and a collar 78 arranged on the right end section, the end face of which via a control bore 80 of the locking screw 72 with that in the interior of the right Cover 12 applied control pressure can be applied.
  • the piston collar 76 and the control collar 74 define an annular space 82 between them.
  • Jacket breakthrough 86 of the valve slide 6 is always connected to the annular space 40 carrying the tank pressure.
  • the collar of the valve slide 6 is of at least one
  • Radial bore 90 penetrates, which opens into the annular space 82 and in the position shown
  • Valve spool 6 opens to the annular space 36.
  • valve slide 6 In the area of the lifting control edge 64, the valve slide 6 is penetrated by at least one further radial bore 92, which is closed by the control collar 74 in the basic position of the inner piston 20 toward the blind bore 68 and which in the illustrated lowering position of the valve slide 6 in FIG Annulus 34 opens, which is connected to annulus 28 via connecting channel 50.
  • the right annular end face of the control collar 74 in FIG. 2 forms one Inner piston control edge 94, by means of which the connection between the annular space 82 and the further radial bore 92 can be controlled in the event of an axial displacement of the inner piston 20 to the left (see FIG. 3).
  • the valve slide 6 is moved to the left into one of the lowering positions.
  • the connection from the annular space 32 connected to the pressure port P to the annular space 30 is opened via the measuring orifice control edge 60.
  • the controlled cross section corresponds to the orifice cross section.
  • the pressure medium then flows from the annular space 30 into the pressure compensator channel 44, the pressure compensator 26 then adjusts itself to a control position in which a certain pressure difference across the measuring orifice is maintained if the quantity of pressure medium supplied is sufficient, regardless of the load pressure of the consumer.
  • the pressure medium then flows via the channel 46 and the load holding valve 48 to the pressure chamber 28 and from there via the cross-section controlled by the lower control edge 62 and the working channel 52 to the working connection A, which is connected to the annular space in a hydraulic cylinder.
  • the bottom cylinder chamber of the hydraulic cylinder is connected to the working port B.
  • the pressure medium displaced therefrom flows via the pressure connection B into the pressure chamber 36 and the cross section opened by the tank control edge 66 to the annular chamber 40, which is connected to the tank connection T.
  • the control pressure present in the cover 12 is not high enough to lift the inner piston 20 against the force of the comparatively strong spring 70 from the screw plug 72, so that the further radial bore 92 is shut off.
  • the control pressure applied to the connection Y of the right cover 12 is increased to such an extent that the valve slide moves into the lower end position shown and the inner piston 20 is moved against the force of the spring 70 into the open position shown in FIG. 3, in which the control edge 94 opens the further radial bore 92, so that the pressure space 34 is connected to the pressure space 36 via the radial bore 90, the annular space 82 and the further radial bore 92. Since the annular space 34 is connected to the annular space 28 via the connecting channel 50, the working port A is then connected to the working port B via this pressure medium flow path, which is in turn connected to the tank port T via the tank control edge 66.
  • the floating position can thus be realized practically without changing the cover 12; it is only necessary to replace a conventional valve slide with the valve slide 6 implemented with the inner piston 20.
  • the directional control valve can thus be expanded to a version with a floating position with very little effort.
  • this construction can be used if a directional control valve arrangement is to be supplemented by a further switching position.
  • the centering springs are each arranged in one of the covers 12.
  • constructions can also be used in which both centering springs are formed in only one cover 12 via spring plates supported on stops - such constructions are also standard.
  • a directional control valve arrangement with a valve slide which is biased into a basic position via a centering spring arrangement and via which two working connections can be connected to a tank connection or a pressure connection in order to transmit pressure medium via the one working connection to a consumer and from there via the further working connection to a tank due.
  • the valve slide can be moved into a floating position in that a directional valve accommodated therein, which is preferably formed by an inner piston, is brought into an open position, so that the two working connections are connected to one another.

Abstract

Offenbart ist eine Wegeventilanordnung mit einem Ventilschieber (6), der über eine Zentrierfederanordnung (10) in eine Grundposition vorgespannt ist und über den zwei Arbeitsanschlüsse (A, B) mit einem Tankanschluss (T) oder einem Druckanschluss (P) verbindbar sind, um Druckmittel über den einen Arbeitsanschluss zu einem Verbraucher und von diesem über den weiteren Arbeitsanschluss zu einem Tank zurückzuführen. Der Ventilschieber (6) ist in eine Schwimmstellung verfahrbar, indem ein in diesem aufgenommenes Wegeventil, das vorzugsweise von einem Innenkolben (20) gebildet ist, in eine Öffnungsstellung gebracht wird, so dass die beiden Arbeitsanschlüsse (A, B) miteinander verbunden sind.

Description

Beschreibung
Wegeventilanordnung
Die Erfindung betrifft eine Wegeventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige Wegeventilanordnungen werden beispielsweise in der Mobilhydraulik eingesetzt, um einen Verbraucher, beispielsweise einen Hydrozylinder anzusteuern und so eine Last zu senken oder zu heben. Im RD-Merkblatt 64 266 der Anmelderin und im Patent DE 35 08 340 C2 ist eine Wegeventilanordnung eines Mobilsteuerblocks beschrieben, die über eine Zentrierfederanordnung in eine Grundposition vorgespannt ist, in der zwei mit den Druckräumen des Hydrozylinders verbundene Arbeitsanschlüsse gegenüber einem Druckanschluss und einem Tankanschluss abgesperrt sind. Stirnseitige Steuerflächen eines Ventilschiebers der Wegeventilanordnung werden mit einem Steuerdruck beaufschlagt, um einen Ventilschieber der Wegeventilanordnung in Steuerpositionen zu verschieben, in denen der Hydrozylinder zum Heben der Last ausgefahren oder zum Senken der Last abgesenkt wird. In Abhängigkeit vom angelegten Steuerdruck wird dabei eine Messblende geöffnet, die den Druckmittelvolumenstrom zum jeweiligen Druckraum bestimmt. Der Ventilschieber lässt sich bei der bekannten Wegeventilanordnung in eine Schwimmstellung verschieben, in der die beiden Arbeitsanschlüsse mit dem Tank verbunden sind. Eine derartige Schwimmstellung wird beispielsweise benötigt, um eine von dem Hydrozylinder abgestützte Schaufel eines Baggers oder Radladers drucklos aufzulegen und den Boden abzuziehen (Planieren) . Die Schaufel stellt sich dann selbständig in die Auflageposition ein und kann Bodenwellen und dergleichen folgen. Bei der aus der DE 35 08 340 C2 bekannten Lösung ist eine Zentrierfeder der Zentrierfederanordnung an einem Kolben abgestützt, der rückseitig mit einem Steuerdruck beaufschlagt ist. Dieser Steuerdruck kann zum Umschalten in die Schwimmstellung abgebaut werden, so dass der Kolben ausweicht und der Ventilschieber in die Schwimmposition verfahren wird.
Anstelle dieses Kolbens kann auch eine vergleichsweise starke 4-Stellungsfeder verwendet werden, an der die Zentrierfeder abgestützt . ist . Die Kraft dieser 4-Stellungsfeder lässt sich dann durch Aufbringen eines hohen Steuerdrucks überwinden, um den Ventilschieber in die Schwimmstellung (4. Stellung) zu verfahren. In der US 2,916,050 ist eine Wegeventilanordnung gezeigt, bei der die Schwimmstellung durch Überfahren einer Verrasterung eines Federtellers der Zentrierfederanordnung erreicht wird. In der US 5,992,454 ist eine Lösung offenbart, bei der die Schwimmstellung durch einfaches Verschieben des Ventilschiebers in eine Endposition eingestellt wird.
Nachteilig bei den vorbeschriebenen Lösungen ist, dass die Zentrierfederanordnung so . ausgebildet werden uss, dass sie diesen zusätzlichen Hub des Ventilschiebers zur Einstellung der Schwimmstellung ermöglicht. Insbesondere bei den Lösungen gemäß der DE 35 08 340 C2 und der US 2,916,050 müssen Sonderdeckel verwendet werden, die die angepassten Zentrierfederanordnungen aufnehmen . Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Wegeventilanordnung zu schaffen, bei der die Einstellung einer Schwimmstellung mit minimalem vorrichtungstechnischen Aufwand möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Wegeventilanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß hat die Wegeventilanordnung einen Ventilschieber, der über eine Zentrierfederanordnung in eine Grundposition vorgespannt ist. Steuerflächen des Ventilschiebers lassen sich mit einem Steuerdruck beaufschlagen, um zwei Arbeitsanschlüsse der Wegeventilanordnung mit einem Druckanschluss oder einem Tankanschluss zu verbinden. Zum Einstellen der Schwimmstellung ist im Ventilschieber ein 2-Wegeventil mit einem Innenkolben angeordnet, über den ein Verbindungskanal aufsteuerbar ist, der denjenigen Arbeitsanschluss, der mit dem Tankanschluss verbunden ist, mit dem anderen Arbeitsanschluss verbindet. D.h. der Ventilschieber muss zum Einstellen der Schwimmstellung nicht aus seiner eingestellten Steuerposition (beispielsweise Senken) heraus bewegt werden, so dass kein zusätzlicher Hub des Ventilschiebers erforderlich ist. Die Deckel der Wegeventilanordnung können somit in Standardbauweise ausgeführt werden, so dass diese Lösung wesentlich einfacher und preiswerter als die eingangs beschriebenen bekannten Konstruktionen auszuführen ist.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Innenkolben über eine Feder in eine Schließposition vorgespannt, wobei eine in Öffnungsrichtung wirksame Steuerfläche des Innenkolbens mit einem Steuerdruck beaufschlagt wird, um den Innenkolben gegen die Kraft der Feder in eine Öffnungsposition zu bewegen.
Wenn das Druckäquivalent der Feder größer als derjenige Steuerdruck gewählt ist, der zum Verschieben des Ventilschiebers in die Steuerposition (Senken) erforderlich ist, kann dieser Steuerdruck von demjenigen Steuerraum abgegriffen werden, der den Ventilschieber in die genannte Steuerposition (Senken) beaufschlagt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat der Innenkolben einen Steuerbund und im Abstand dazu einen Kolbenbund, die axial einen Ringraum begrenzen. Dieser verbindet in der Öffnungsstellung des Innenkolbens zwei Radialbohrungen des Ventilschiebers, die jeweils in einem mit einem der Arbeitsanschlüsse verbundenen Druckraum münden.
Zur Druckentlastung des Innenkolbens ist die Rückseite des Kolbenbundes sowie eine in einen Federraum des Innenkolbens eintauchende Stirnfläche mit dem Tankdruck beaufschlagt. Die in Öffnungsrichtung wirksame Steuerfläche des Innenkolbens ist an einem weiteren Bund ausgebildet .
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Wegeventilanordnung als so genanntes 4-Stellungsventil ausgeführt, mit einer Grundposition und einer Vielzahl zweiter und dritter Steuerpositionen, durch die der Druckmittelvolumenstrom zum Verbraucher bestimmt ist, und einer vierten Position - der sogenannten Schwimmstellung.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche. Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Mobilsteuerblock mit einer erfindungsgemäßen Wegeventilanordnung;
Figur 2 eine vergrößerte Darstellung der Wegeventilanordnung aus Figur 1 und
Figur 3 die Wegeventilanordnung aus Figur 2 in einer Schwimmstellung . Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Mobilsteuerblocks 1, wie er bei mobilen Arbeitsmaschinen zur Ansteuerung von Arbeitswerkzeugen, beispielsweise der Schaufel eines Radladers oder Mobilbaggers verwendet wird. Der dargestellte Mobilsteuerblock 1 ist als LUDV- System ausgeführt, die verwendete Wegeventilanordnung ist jedoch auch bei anderen Systemen, beispielsweise mit Konstantpumpe oder vorgeschalteter Druckwaage (herkömmliche LS-Systeme) einsetzbar. Der Mobilsteuerblock 1 hat ein Gehäuse 2, an dem ein Arbeitsanschluss A, ein Druckanschluss P, ein weiterer Arbeitsanschluss B und ein Tankanschluss T (Letztere gestrichelt angedeutet) ausgebildet sind. Im Mobilsteuerblock ist ein proportional verstellbares Wegeventil 4 aufgenommen, dessen Ventilschieber 6 in einer Ventilbohrung 8 des Gehäuses 2 geführt ist.
Der Ventilschieber 6 durchsetzt die Ventilbohrung 8 und ist über eine Zentrierfederanordnung in eine Mittelstellung (nicht dargestellt) vorgespannt. Diese
Zentrierfederanordnung hat zwei beidseitig am Ventilschieber 6 angreifende Zentrierfedern 10, die jeweils in einem Deckel 12 abgestützt sind. Die beiden Deckel 12 sind seitlich an das Gehäuse 2 angesetzt und begrenzen jeweils einen Steuerraum 14, der über einen Steueranschluss Y mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist. Dieser Steuerdruck kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Betätigung eines Joysticks durch den Fahrer der Arbeitsmaschine eingestellt werden. Die Steuerflächen 16 des Ventilschiebers 6 werden mit dem Druck im jeweiligen Steuerraum 14 beaufschlagt, um den Ventilschieber 6 zu verschieben.
In der nicht dargestellten Grundposition des Ventilschiebers 6 ist die Verbindung zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen A, B zum Tankanschluss und zum Druckanschluss abgesperrt. Durch Anlegen eines Steuerdrucks an den linken Deckel 12 in Figur 1 lässt sich der Ventilschieber nach rechts bewegen, so dass der Arbeitsanschluss B mit dem Druckanschluss P und der Arbeitsanschluss A mit dem Tankanschluss T verbunden ist, um einen an die beiden Arbeitsanschlüsse A, B angeschlossenen Hydrozylinder auszufahren und beispielsweise eine Schaufel anzuheben. Die aus der Grundstellung nach rechts eingestellten Steuerpositionen werden daher als Heben-Positionen bezeichnet.
Bei Beaufschlagung des rechten Deckels 12 mit einem Steuerdruck kann der Ventilschieber 6 nach links in seine Senken-Steuerpositionen verschoben werden, in denen der Arbeitsanschluss A mit dem Druckanschluss P sowie der weitere Arbeitsanschluss B mit dem Tankanschluss T verbunden ist. In Figur 1 ist eine Senken-Endposition dargestellt, in der der Ventilschieber 6 an einem Anschlag 18 anliegt. Im Ventilschieber 6 ist ein Innenkolben 20 geführt, über den - wie im Folgenden noch detailliert erläutert wird - in der dargestellten Endposition des Ventilschiebers 6 eine Verbindung zwischen dem Arbeitsanschluss A und dem mit dem Tank T verbundenen anderen Arbeitsanschluss B hergestellt wird, so dass beide Druckräume des Hydrozylinders mit dem Tank verbunden sind. Bei der in der Figur 1 dargestellten Lösung wird die Schwimmstellung somit nicht durch ein Verschieben des Ventilschiebers 6 sondern durch Verfahren des Ventilschiebers in die Endstellung Senken und dann durch Betätigung des Innenkolbens 20 eingestellt.
In das Gehäuse 2 ist des Weiteren noch ein Regenerationsventil 22, über das bei einem schnellen Absenken Druckmittel aus dem Tank in den Ringraum des Hydrozylinders nachsaugbar ist eingesetzt. In Figur 1 rechts unten ist ein entsperrbares Rückschlagventil 24 eingesetzt, das eine Druckmittelrückströmung bei ausgefahrenem Hydrozylinder im wesentlichen leckölfrei verhindert und zum Ermöglichen einer Abströmung des Druckmittels in eine Öffnungsstellung bringbar ist.
Wie vorstehend erwähnt, ist der Mobilsteuerblock 1 als LUDV-System ausgebildet. Bei derartigen LUDV-Systemen ist der durch das Wegeventil 4 ausgebildeten verstellbaren Messblende eine Druckwaage 26 nachgeschaltet, die in Öffnungsrichtung von dem Druck nach der Messblende und in Schließrichtung von einem Steuerdruck, der üblicherweise dem höchsten Lastdruck sämtlicher Verbraucher entspricht, beaufschlagt wird. In
Anhängigkeit von diesem höchsten Lastdruck erfolgt auch die Ansteuerung einer LS-Verstellpumpe. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Druckwaage 26 so in das Gehäuse 2 eingesetzt, dass sie im
Druckmittelströmungspfad zwischen dem vom Ventilschieber 6 aufgesteuerten Messblendenquerschnitt und den beiden Arbeitsanschlüssen A, B liegt.
Weitere Details des Aufbaus des Wegeventils werden anhand der vergrößerten Darstellung in Figur 2 erläutert.
Demgemäß ist die Ventilbohrung in der Darstellung gemäß Figur 2 von links zu Ringräumen 26, 28, 30, 32, 34, 36 und 40 verbunden. Die beiden außen liegenden Ringräume 26, 40 sind über einen Tankkanal mit dem nicht dargestellten Tankkanal T verbunden. Der etwa mittig angeordnete Ringkanal 32 ist mit dem Druckanschluss P verbunden. Der Ringraum 30 führt über einen Druckwaagenkanal 44 zum Eingangsanschluss der Druckwaage 26 (siehe Figur 1), während deren Ausgangsanschluss über einen Kanal 46 und ein Lasthalteventil 48 mit dem Ringraum 28 verbunden ist. Dieser steht über einen Verbindungskanal 50 mit dem Ringraum 34 in Verbindung. Der rechts davon angeordnete Ringraum 36 führt über einen Arbeitskanal (nicht dargestellt) zum weiteren Arbeitsanschluss B. Zwischen den beiden Ringräumen 26 und 28 erstreckt sich ein Arbeitskanal 52, der gemäß Figur 1 zum Arbeitsanschluss A führt. Dieser Arbeitskanal 52 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über ein Druckbegrenzungsventil 54 mit dem Tankkanal 42 verbunden.
Am Ventilschieber 6 sind sechs Steuernuten vorgesehen, durch die eine Tanksteuerkante 56, zwei
Messblendensteuerkanten 58, 60, eine Senken-Steuerkante 62, eine Heben-Steuerkante 64 sowie eine weitere
Tanksteuerkante 66 ausgebildet werden.
In dem in Figur 2 rechten Endabschnitt des
Ventilschiebers 6 ist eine Sacklochbohrung 68 ausgebildet, in der der Innenkolben 20 axial verschiebbar geführt ist. Dieser wird von einer Feder 70 in eine Grundposition gegen eine in die Sacklochbohrung 68 eingeschraubte Verschlussschraube 72 vorgespannt. Der Innenkolben 20 hat an seinem linken Endabschnitt einen Steuerbund 74, an dessen Stirnfläche die Feder 70 angreift, einen etwa mittig angeordneten Kolbenbund 76 und einen am rechten Endabschnitt angeordneten Bund 78, dessen Stirnfläche über eine Steuerbohrung 80 der Verschlussschraube 72 mit dem im Innenraum des rechten Deckels 12 anliegenden Steuerdruck beaufschlagbar ist.
Der Kolbenbund 76 und der Steuerbund 74 begrenzen zwischen sich einen Ringraum 82. Ein Raum 84 zwischen dem
Bund 78 und dem Kolbenbund 76 ist über einen
Manteldurchbruch 86 des Ventilschiebers 6 stets mit dem den Tankdruck führenden Ringraum 40 verbunden.
Wie in Figur 2 gestrichelt angedeutet, ist der die Feder 70 aufnehmende Teil der Sacklochbohrung 68 über einen Innenkanal 88 mit dem Raum 84 verbunden und somit ebenfalls mit Tankdruck beaufschlagt.
Ein von den beiden Steuerkanten 66 und 64 begrenzter
Bund des Ventilschiebers 6 ist von zumindest einer
Radialbohrung 90 durchsetzt, die im Ringraum 82 mündet und sich in der dargestellten Position des
Ventilschiebers 6 sich zum Ringraum 36 hin öffnet.
Im Bereich der Heben-Steuerkante 64 ist der Ventilschieber 6 noch von zumindest einer weiteren Radialbohrung 92 durchsetzt, die in der Grundstellung des Innenkolbens 20 zur Sacklochbohrung 68 hin durch den Steuerbund 74 verschlossen ist und die in der dargestellten Senken-Position des Ventilschiebers 6 in den Ringraum 34 mündet, der über den Verbindungskanal 50 mit dem Ringraum 28 verbunden ist. Die in Figur 2 rechte Ringstirnfläche des Steuerbunds 74 bildet eine Innenkolbensteuerkante 94 aus, über die bei einer Axialverschiebung des Innenkolbens 20 nach links (siehe Figur 3) die Verbindung zwischen dem Ringraum 82 und der weiteren Radialbohrung 92 aufgesteuert werden kann.
Wie eingangs angedeutet, wird durch Anlegen eines Steuerdrucks an den Steueranschluss Y des in Figur 1 rechten Deckels 12 der Ventilschieber 6 nach links in eine der Senken-Positionen verfahren. Dabei wird über die Messblendensteuerkante 60 die Verbindung von dem mit dem Druckanschluss P verbundenen Ringraum 32 zum Ringraum 30 aufgesteuert . Der aufgesteuerte Querschnitt entspricht dem Messblendenquerschnitt. Das Druckmittel strömt dann vom Ringraum 30 in den Druckwaagenkanal 44, die Druckwaage 26 stellt sich dann in eine Regelposition ein, in der bei ausreichend von der Pumpe gelieferter Druckmittelmenge unabhängig vom Lastdruck des Verbrauchers eine bestimmte Druckdifferenz über der Messblende aufrecht erhalten wird. Das Druckmittel strömt dann über den Kanal 46 und das Lasthalteventil 48 zum Druckraum 28 und von dort über den von der Senken- Steuerkante 62 aufgesteuerten Querschnitt und den Arbeitskanal 52 zum Arbeitsanschluss A, der bei einem Hydrozylinder mit dem Ringraum verbunden ist. Der bodenseitige Zylinderraum des Hydrozylinders wird mit dem Arbeitsanschluss B verbunden. Das daraus verdrängte Druckmittel strömt über den Druckanschluss B in den Druckraum 36 und den von der Tanksteuerkante 66 aufgesteuerten Querschnitt zum Ringraum 40, der mit dem Tankanschluss T verbunden ist. Der dabei im Deckel 12 anliegende Steuerdruck ist nicht hoch genug, um den Innenkolben 20 gegen die Kraft der vergleichsweise starken Feder 70 von der Verschlussschraube 72 abzuheben, so dass die weitere Radialbohrung 92 abgesperrt ist. Zum Einstellen der Schwimmstellung wird der an den Anschluss Y des rechten Deckels 12 angelegte Steuerdruck so weit erhöht, dass der Ventilschiebr in die dargestellte Senken-Endposition verfahren und der Innenkolben 20 gegen die Kraft der Feder 70 in die in Figur 3 dargestellte Öffnungsposition verschoben wird, in der die Steuerkante 94 die weitere Radialbohrung 92 aufsteuert, so dass über die Radialbohrung 90, den Ringraum 82 und die weitere Radialbohrung 92 der Druckraum 34 mit dem Druckraum 36 verbunden wird. Da der Ringraum 34 über den Verbindungskanal 50 mit dem Ringraum 28 verbunden ist, wird dann über diesen Druckmittelströmungspfad der Arbeitsanschluss A mit dem Arbeitsanschluss B verbunden, der seinerseits über die Tanksteuerkante 66 mit dem Tankanschluss T verbunden ist.
Die Schwimmstellung lässt sich somit praktisch ohne Veränderung der Deckel 12 realisieren, es muss lediglich ein herkömmlicher Ventilschieber gegen den mit dem Innenkolben 20 ausgeführten Ventilschieber 6 ausgewechselt werden. Das Wegeventil lässt sich somit mit äußerst geringem Aufwand auf eine Version mit Schwimmstellung erweitern. Prinzipiell lässt sich diese Konstruktion einsetzen, wenn eine Wegeventilanordnung um eine weitere Schaltstellung ergänzt werden soll. Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Zentrierfedern in jeweils einem der Deckel 12 angeordnet. Selbstverständlich sind auch Konstruktionen einsetzbar, bei den beide Zentrierfedern über an Anschlägen abgestützte Federteller nur in einem Deckel 12 ausgebildet sind - derartige Konstruktionen sind ebenfalls Standard. Offenbart ist eine Wegeventilanordnung mit einem Ventilschieber, der über eine Zentrierfederanordnung in eine Grundposition vorgespannt ist und über den zwei Arbeitsanschlüsse mit einem Tankanschluss oder einem Druckanschluss verbindbar sind, um Druckmittel über den einen Arbeitsanschluss zu einem Verbraucher und von diesem über den weiteren Arbeitsanschluss zu einem Tank zurückzuführen. Der Ventilschieber ist in eine Schwimmstellung verfahrbar, indem ein in diesem aufgenommenes Wegeventil, das vorzugsweise von einem Innenkolben gebildet ist, in eine Öffnungsstellung gebracht wird, so dass die beiden Arbeitsanschlüsse miteinander verbunden sind.
Bezugszeichenliste :
Mobilsteuerblock Gehäuse Wegeventil Ventilschieber Ventilbohrung0 Zentrierfeder2 Deckel4 Steuerraum6 Steuerfläche8 Anschlag0 Innenkolben2 Regenerations entil4 entsperrbares Rückschlagventil6 Druckwaage8 Ringraum0 Ringraum2 Ringraum4 Ringraum6 Ringraum0 Ringraum2 Tankkanal4 Druckwaagenkanal6 Kanal8 Lasthalteventil0 Verbindungskanal2 Arbeitskanal4 Druckbegrenzungsventil6 Tanksteuerkante8 Messblendensteuerkante0 Messblendensteuerkante2 Senken-Steuerkante4 Heben-Steuerkante6 Tanksteuerkante8 Sacklochbohrung Feder
Verschlussschraube
Steuerbund
Kolbenbund
Bund
Steuerbohrung
Ringraum
Raum
Manteldurchbruch
Innenkanal
Radialbohrung weitere Radialbohrung
Innenkolbensteuerkante

Claims

Patentansprüche
1. Wegeventilanordnung mit einem Ventilschieber (6), der über eine Zentrierfederanordnung (10) in eine Grundposition vorgespannt ist und dessen stirnseitige Steuerflächen zum Verschieben in eine Steuerposition mit einem Steuerdruck beaufschlagbar sind, um Arbeitsanschlüsse (A, B) mit einem Druckanschluss (P) bzw. einem Tankanschluss (T) zu verbinden, wobei der Ventilschieber (6) in eine Schwimmstellung verfahrbar ist, um die Arbeitsanschlüsse (A, B) mit dem Tank (T) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass im Ventilschieber (6) ein Innenkolben (20) geführt ist, über den ein Druckmittelströmungspfad (90, 92, 82) aufsteuerbar ist, der einen mit dem Tankanschluss (T) verbundenen Arbeitsanschluss (B) mit dem anderen Arbeitsanschluss (A) verbindet.
2. Wegeventilanordnung nach Patentanspruch 1, wobei der Innenkolben (20) über eine Feder (70) in eine Schließposition vorgespannt ist und eine in Öffnungsrichtung wirksame Steuerfläche mit dem Steuerdruck beaufschlagt ist.
Wegeventilanordnung nach Patentanspruch 2, wobei das Druckäquivalent der Feder (76) größer ist als der Steuerdruck, der zum Verschieben des Ventilschiebers (6) in die Steuerposition erforderlich ist.
4. Wegeventilanordnung nach Patentanspruch 2 oder 3, wobei der Innenkolben (20) einen Steuerbund (74) und im Abstand dazu einen Kolbenbund (76) hat, die axial einen Ringraum (82) begrenzen, der in Öffnungsstellung des Innenkolbens (20) zwei Radialbohrungen (90, 92) des Ventilschiebers (6) verbindet, die in dem Druckmittelströmungspfad zwischen den Arbeitsanschlüssen (A, B) angeordnet sind.
5. Wegeventilanordnung nach Patentanspruch 4, wobei die Rückseite des Kolbenbunds (66) mit dem Druck am Tankanschluss (T) beaufschlagt ist und die stirnseitige Steuerfläche des Innenkolbens (20) an einem weiteren Bund (78) ausgebildet ist, der mit dem Steuerdruck in einem von einem Deckel (12) begrenzten Steuerraum (14) beaufschlagt ist, in dem eine Zentrierfeder (10) der Zentrierfederanordnung angeordnet ist.
6. Wegeventilanordnung nach Patentanspruch 2 und 4, wobei ein Federraum für die im Innenkolben (20) aufgenommene Feder (70) über einen Innenkanal (88) mit dem Tankdruck beaufschlagt ist.
7. Wegeventilanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Ventilschieber (6) eine Grundposition sowie 2. und 3. Steuerpositionen hat, in denen die Verbindung der Arbeitsanschlüsse (A, B) zum Tankanschluss (T) bzw. zum Druckanschluss (P) aufgesteuert ist und die Schwimmstellung eine 4. Steuerposition ist.
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