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Die Erfindung betrifft ein Wegeventil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus der
DE 26 32 800 A1 ist ein Wegeventil bekannt, dessen erster Steuerschieber in verschiedenen Stellungen einrastbar ist, wobei eine Kick-Out-Funktion vorgesehen ist, welche die Rastung aufhebt, wenn ein bestimmter Druck überschritten wird.
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Aus der
EP 2 283 261 B1 ist ein Wegeventil bekannt, dessen erster Steuerschieber in verschiedenen Stellung einrastbar ist. Mittels eines Neutralstartkolbens wird sichergestellt, dass die Rastung aufgehoben ist, wenn die Maschine, in welche das Wegeventil eingebaut ist, aus dem drucklosen Zustand in Betrieb gesetzt wird.
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Aus der
DE 39 23 743 A1 ist ein weiteres Wegeventil mit einer Rastvorrichtung bekannt.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das entsprechende Wegeventil eine Neutralstartsicherung und eine Kick-Out-Funktion aufweist, wobei es besonders einfach aufgebaut ist. Das Wegeventil kann darüber hinaus auf einfache Weise so modifiziert werden, dass die Kick-Out-Funktion und/oder die Rastung durch den Benutzer des Wegeventils deaktivierbar sind. Weiter ist das Wegeventil so aufgebaut, dass es mit geringem Aufwand als eine Bauvariante eines Wegventils realisiert werden kann, welches keine Rastung aufweist, wobei die beiden Bauvarianten insbesondere viele identische Teile aufweisen.
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Gemäß dem selbständigen Anspruch wird vorgeschlagen, dass neben dem ersten Steuerschieber ein gesondertes erstes Rastventil angeordnet ist, welches fluidisch an die erste Steuerstelle angeschlossen ist, wobei die zweite Steuerstelle über das erste Rastventil wahlweise entweder mit dem Druck an einem Fluidrücklauf oder mit dem Druck an einem Fluidzulauf verbindbar ist.
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Der wenigstens eine Fluidzulauf ist vorzugsweise an eine Pumpe angeschlossen, wobei für verschiedene Fluidzuläufe unterschiedliche Pumpen vorgesehen sein können. Der wenigstens eine Fluidrücklauf ist vorzugsweise an einen Tank angeschlossen, wobei höchst vorzugsweise alle Fluidrückläufe an einen gemeinsamen Tank angeschlossen sind. Der wenigstens eine erste Rastkörper und/oder der wenigstens eine zweite Rastkörper sind vorzugsweise im ersten Steuerschieber aufgenommen, wobei sie von diesem in Richtung der Längsachse formschlüssig gehalten werden, höchst vorzugsweise in Radialbohrungen im ersten Steuerschieber. Sie sind vorzugswese kugelförmig ausgebildet. Die wenigstens eine erste Rastkontur und/oder die wenigstens eine zweite Rastkontur sind vorzugsweise innen an einem gesonderten Rastkörper angeordnet, welcher den ersten Steuerschieber hülsenartigen umgibt, wobei er zumindest in Richtung der Längsachse fest mit einem Gehäuse des Wegeventils verbunden ist. Der erste Steuerschieber ist vorzugsweise mittels wenigstens einer Rückstellfeder in eine Mittelstellung vorgespannt, in welcher die Hauptblende ganz geschlossen ist. Das Wegeventil kann mit einem Druckfluid verwendet werden, bei dem es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit und höchst vorzugsweise um Hydrauliköl handelt.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
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Es kann vorgesehen sein, dass die erste Feder so zwischen den Rastkolben und den wenigstens einen ersten Rastkörper eingebaut ist, dass die Vorspannkraft der ersten Feder aufhebbar ist, indem die zweite Steuerstelle mit einem Fluidrücklauf verbunden wird, wodurch sich der Rastkolben von der ersten Feder weg bewegt. Wenn die zweite Steuerstelle mit einem Fluidzulauf verbunden wird, bewegt sich der Rastkolben vorzugsweise auf die erste Feder zu, wobei sein Bewegungsweg durch einen Anschlag begrenzt ist. Hierdurch ergibt sich eine definierte Vorspannung der ersten Feder.
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Es kann vorgesehen sein, dass das erste Rastventil in Form eines Einschraubventils ausgebildet ist, welches umfangsseitig eine erste, eine zweite und eine dritte Anschlussstelle aufweist, welche in der angegeben Reihenfolge nebeneinander angeordnet sind, wobei sie durch Dichtungen voneinander abgegrenzt sind, wobei die erste Anschlussstelle an einen Fluidzulauf angeschlossen ist, wobei die dritte Anschlussstelle an einen Fluidrücklauf angeschlossen ist, wobei die zweite Anschlussstelle wahlweise mit der ersten oder der dritten Anschlussstelle verbindbar ist. Die erste Steuerstelle ist vorzugsweise stirnseitig an das Einschraubventil angeschlossen. Die angesprochenen Fluidverbindungen der zweiten Anschlussstelle werden vorzugsweise mit dem nachfolgend erläuterten zweiten Steuerschieber eingestellt.
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Es kann vorgesehen sein, dass das erste Rastventil einen linearbeweglichen, vom ersten Steuerschieber gesondert ausgebildeten zweiten Steuerschieber umfasst, wobei der zweite Steuerschieber an einer Stirnseite vom Druck an der ersten Steuerstelle beaufschlagbar ist, wobei er an einer gegenüberliegenden Stirnseite von einer zweiten Feder beaufschlagt ist. Dementsprechend ändert der zweite Steuerschieber seine Stellung abhängig davon, ob der Druck an der ersten Steuerstelle ober- oder unterhalb des Druckäquivalents der zweiten Feder liegt.
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Es kann vorgesehen sein, dass zwischen dem zweiten Steuerschieber und der ersten Steuerstelle ein Ventilsitz angeordnet ist, welcher mit einer Verschlussfläche verschließbar ist, wobei die Verschlussfläche mit dem zweiten Steuerschieber bewegungsgekoppelt ist, wobei die hydraulisch wirksame Querschnittsfläche des Ventilsitzes kleiner als die hydraulisch wirksame Querschnittsfläche, welche bei geöffnetem Ventilsitz eine Kraft den zweiten Steuerschiebers (74) bewirkt, ist. Wenn der Druck an der ersten Steuerstelle das Druckäquivalent der ersten Feder bezogen auf die hydraulisch wirksame Querschnittsfläche des Ventilsitzes übersteigt, bewegt sich der zweite Steuerschieber vom Ventilsitz weg, so dass dieser öffnet. In der Folge wird die genannte größere hydraulisch wirksame Querschnittsfläche mit dem Druck an der ersten Steuerstelle beaufschlagt, so dass sich der zweite Steuerschieber schnell in die betreffende Endstellung bewegt. Die Verschlussfläche ist vorzugsweise kreiskegelförmig ausgebildet. Sie kann unmittelbar am zweiten Steuerschieber angeordnet sein, wobei sie vorzugsweise an einem gesonderten Verschlusskörper angeordnet ist, der vorzugsweise die genannte größere hydraulisch wirksame Querschnittsfläche definiert.
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Es kann vorgesehen sein, dass neben dem ersten Steuerschieber ein vom ersten Rastventil verschiedenes zweites Rastventil angeordnet ist, welches eine erste, eine zweite und gewünschtenfalls eine dritte Stellung aufweist, wobei in der ersten Stellung die zweite Steuerstelle unabhängig von der Stellung des ersten Rastventils mit einem Fluidzulauf verbunden ist, wobei in der zweiten Stellung die zweite Steuerstelle über das erste Rastventil wahlweise mit einem Fluidzulauf oder einem Fluidrücklauf verbunden ist, wobei in der dritten Stellung die zweite Steuerstelle unabhängig von der Stellung des ersten Rastventils mit einem Fluidrücklauf verbunden ist. In der ersten bzw. der zweiten Stellung ist die Kick-Out-Funktion wahlweise inaktiv bzw. aktiv. In der optionalen dritten Stellung ist die Rastung inaktiv.
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Es kann vorgesehen sein, dass das zweite Rastventil einen bezüglich einer Drehachse drehbaren dritten Steuerscheiber umfasst, welcher tangential am ersten Steuerschieber und am ersten Rastventil angeordnet ist, wobei die erste, die zweite und die dritte Stellung durch Verdrehen des dritten Steuerschiebers einstellbar sind. Das erste Rastventil ist vorzugsweise parallel zum ersten Steuerschieber angeordnet. Dem dritten Steuerschieber ist vorzugsweise eine Rastvorrichtung zugeordnet, so dass er in der ersten, der zweiten und der dritten Stellung einrastet. Der dritte Steuerschieber ist vorzugsweise senkrecht zur Längsachse ausgerichtet. Diese Ausführung des zweiten Rastventils ist besonders einfach und platzsparend aufgebaut.
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Es kann vorgesehen sein, dass der dritte Steuerschieber eine Längsbohrung aufweist, welche konzentrisch zu seiner Drehachse verläuft, wobei in die Längsbohrung mehrere Radialbohrungen einmünden. An der Außenumfangsfläche des dritten Steuerschiebers kann zumindest eine parallel zur Drehachse verlaufende Nut angeordnet sein, über welche eine weitere der weiter oben beschriebenen Fluidverbindungen einstellbar ist.
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Durch geeignete Anordnung der Radialbohrungen und/oder der Längsnut können die oben erläuterte erste bis dritte Stellung des zweiten Rastventils realisiert werden.
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Es kann wenigstens ein zweiter Rastkörper vorgesehen sein, welcher quer zur Längsachse beweglich ist, wobei er in Richtung der Längsachse formschlüssig gehalten ist, wobei dem wenigstens einen zweiten Rastkörper wenigstens eine zweite Rastkontur zugeordnet ist, welche derart in Eingriff mit dem wenigstens einen zweiten Rastkörper bringbar ist, dass der erste Steuerschieber in einer jeweils zugeordnet zweiten Raststellung gehalten ist, wobei der wenigstens eine zweite Rastkörper mit einer dritten Feder derart gekoppelt ist, dass er permanent mit einer von der dritten Feder bewirkten und quer zur Längsachse zur wenigstens einen zweiten Rastkontur hin gerichteten Vorspannkraft beaufschlagt ist. Hierdurch wird wenigstens eine weitere Raststellung geschaffen, die keine Kick-Out-Funktion und keine Neutralstartsicherung aufweist. Vorzugsweise befindet sich der erste Steuerschieber in dieser Raststellung in einer Freigangfunktion, in der beide Arbeitsanschlüsse mit einem Fluidrücklauf verbunden sind, wobei der Fluidzulauf gesperrt ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass der erste Steuerschieber eine bezüglich der Längsachse kreiszylindrische Aufnahmebohrung aufweist, in welche der Rastkolben und eine gesonderte Hülse unmittelbar nebeneinander aufgenommen sind, wobei die Hülse gegen Verschiebung in Richtung der Längsachse gesichert ist, wobei der wenigstens eine erste Rastkörper in der Hülse aufgenommen ist, wobei die Hülse einen Anschlag für den Rastkolben bildet, wobei die erste Feder innerhalb der Hülse angeordnet ist. Hierdurch vereinfacht sich die Herstellung des ersten Steuerschiebers. Die zweiten Rastkörper können ebenfalls in der Hülse aufgenommen sein. Die Hülse kann mehrteilig ausgebildet sein.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- 1 einen Längsschnitt einer erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wegeventils, welches ein erstes und ein zweites Rastventil aufweist;
- 1a einen vergrößerten Ausschnitt von 1 im Bereich des ersten Rastventils;
- 2a-d verschiedene grobschematische Schnittansichten des dritten Steuerschiebers in der ersten Drehstellung;
- 3a-d verschiedene grobschematische Schnittansichten des dritten Steuerschiebers in der zweiten Drehstellung;
- 4a-d verschiedene grobschematische Schnittansichten des dritten Steuerschiebers in der dritten Drehstellung; und
- 5 einen Längsschnitt einer zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wegeventils, welche ausschließlich ein erstes Rastventil aufweist,
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1 zeigt einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wegeventils 10, welches ein erstes und ein zweites Rastventil 70; 80 aufweist. Das Wegeventil 10 hat ein Gehäuse, welches vorliegend aus einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil 16; 17 zusammengesetzt ist. Das erste Gehäuseteil 16 ist vorzugsweise in der Art einer Ventilscheibe ausgebildet. In dem ersten Gehäuseteil 16 ist ein erster Steuerschieber 30 in Richtung einer Längsachse 11 linearbeweglich aufgenommen. Der erste Steuerschieber 30 bildet zusammen mit dem ersten Gehäuseteil 16 eine Hauptblende 31. Diese ist in der in 1 dargestellten, mit der Rückstellfeder 33 vorgespannten Mittelstellung ganz geschlossen. Ihr freier Querschnitt nimmt stetig zu, wenn der erste Steuerschieber 30 aus der Mittelstellung herausbewegt wird, gleich in welche Richtung.
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Der erste Steuerschieber 30 hat darüber hinaus mehrere Ringnuten, mit deren Hilfe die Bewegungsrichtung, des an die beiden Arbeitsanschlüsse 14 angeschlossenen Aktuators verstellt wird. Die beiden zulaufseitigen Fluidströmungspfade sind mit der Bezugsziffer 20 gekennzeichnet. Sie verlaufen von einem Fluidzulauf 12 bis zur ersten Steuerstelle 21 deckungsgleich. Anschließende verlaufen sie abhängig von der Stellung des ersten Steuerschiebers 30 zu einem jeweils zugeordneten Arbeitsanschluss 14. Die beiden Fluidströmungspfade 20 verlaufen jeweils vom Fluidzulauf 12 über eine Druckwaage 15, weiter über die erste Hauptblende 31 zur ersten Steuerstelle 21. Die Druckwaage 15 ist so eingerichtet, dass sie den Druckabfall an der Hauptblende 31 auf einen durch die vorgespannte Regelfeder 110 vorgegeben Wert einregelt. Dementsprechend bestimmt der Öffnungsquerschnitt der Hauptblende 31 die Bewegungsgeschwindigkeit des Aktuators, gleich welche Last an diesem angreift. Der Druck an der ersten Steuerstelle 21 beaufschlagt die Druckwaage 15 an der Federseite. Bei diesem Druck handelt es sich um den sogenannten individuellen Lastdruck, welcher im zugeordneten Aktuator wirksam wird, um die dort angreifenden Last hydraulisch zu bewegen.
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Der erste Steuerschieber 30 ist mit einer Rastung versehen, so dass er in bestimmten Stellungen abseits der Mittelstellung einrastet. In einer dieser Raststellungen kann beispielsweise der an das Wegeventil angeschlossene Aktuator, welcher beispielsweise in Form eines Hydraulikzylinders ausgebildet ist, mit einer hohen Geschwindigkeit ausfahren. Wenn er seine Endstellung erreicht hat, soll die Rastung selbsttätig aufgehoben werden, so dass der erste Steuerschieber 30 in seine Mittelstellung zurückkehrt. Diese Funktion wird auch als Kick-Out bezeichnet. Die vorliegende Rastung soll weiter eine Neutralstartsicherung aufweisen. D.h. wenn die Maschine, beispielsweise ein landwirtschaftlicher Traktor, in welcher das Wegeventil 10 eingebaut ist, außer Betrieb gesetzt wird, so dass im Fluidzulauf kein Druck mehr ansteht, soll die Rastung aufgehoben werden, so dass der erste Steuerschieber 30 selbststätig in die Mittelstellung zurückkehr, in welcher sich der Aktuator nicht bewegt. Hierdurch wird verhindert, dass sich der Aktuator bereits allein durch das Einschalten der genannten Maschine in Bewegung setzt.
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Die Rastung umfasst einen Rastkörper 90, welcher den ersten Steuerschieber 30 hülsenartig umgibt, wobei er in Richtung der Längsachse 11 fest mit dem Gehäuse 16; 17 verbunden ist. Quer zur Längsachse 11 ist der Rastkörper 90 vorzugsweise am ersten Steuerschieber 30 abgestützt, wobei er nicht am Gehäuse 16; 17 abgestützt ist. An der Innenumfangsfläche des Rastkörpers 90 sind vorliegend zwei erste und eine zweite Rastkontur 91; 92 angeordnet. Alle Rastkonturen 91; 92 sind vorliegend als ringartig um die Längsachse 11 umlaufende Nuten mit halbkreisförmiger Querschnittsform ausgebildet. Mit der zweiten Rastkontur 92 wird der erste Steuerschieber 30 in einer Stellung eingerastet, in welcher beide Arbeitsanschlüsse 14 mit einem Fluidrücklauf 13 verbunden sind, wobei keine Verbindung zum Fluidzulauf 12 besteht. Es handelt sich damit um eine Freigangstellung, bei welcher der Aktuator, abgesehen von Reibungskräften, frei beweglich ist.
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Die Kick-out-Funktion und die Neutralstartsicherung sind in der Raststellung der zweiten Rastkontur 92 nicht aktiv. Der zweiten Rastkontor 92 sind mehrere kugelförmige zweite Rastkörper 60 zugeordnet, welche in jeweils zugeordneten Radialbohrungen des ersten Steuerschiebers 30 aufgenommen sind. Der erste Steuerschieber 30 ist mit einer bezüglich der Längsachse 11 kreiszylindrisch verlaufenden Aufnahmebohrung 32 versehen, in welche die genannten Radialbohrungen einmünden. Dort ist ein kugelförmiger Umlenkkörper 61 angeordnet, welcher die in Richtung der Längsachse 11 wirkende Vorspannkraft der dritten Feder 62 so umleitet, dass die zweiten Rastkörper 60 radial zur Längsachse 11 vorgespannt sind. Sie rasten damit in die zweite Rastkontur 92 ein, wenn der erste Steuerschieber 30 in der passenden Stellung steht. Wenn die Betätigungskraft des ersten Steuerschiebers 30 die Rastkraft der zweiten Rastkörper 60 übersteigt, kann der erste Steuerschieber 30 wieder aus dieser Raststellung heraus bewegt werden. Die dritte Feder 62 ist an einer Verschlussschraube 45 abgestützt, welche fest in die Aufnahmebohrung 32 eingeschraubt ist.
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Die beiden ersten Rastkonturen 91 ergeben zwei weitere Raststellungen, in welcher sich der an das Wegeventil 10 angeschlossene Aktuator hydraulisch angetrieben bewegt, wobei den beiden ersten Rastkonturen 91 entgegengesetzte Bewegungsrichtungen zugeordnet sind. Es sind kugelförmige erste Rastkörper 50 vorgesehen, welche in Radialbohrungen des ersten Steuerschiebers 30 aufgenommen sind, welche in die Aufnahmebohrung 32 einmünden. Eine in Richtung der Längsachse 11 wirkende Vorspannkraft der ersten Feder 51 wird mittels des kugelförmigen ersten Umlenkkörpers 52 so umgelenkt, dass die ersten Rastkörper 50 mit einer radial zur Längsachse 11 wirkenden Vorspannkraft beaufschlagt sind.
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Die Vorspannung der ersten Feder 51 ist durch Bewegung des Rastkolbens 40 verstellbar. In der in 1 dargestellt Stellung des Rastkolbens 40, in welcher dieser an einem den ersten Rastkörpern 50 zugewandten ersten Endanschlag anliegt, ist die erste Feder 51 vorgespannt, wobei die Rastung aktiv ist. Wenn der Rastkolben 40 am gegenüberliegenden zweiten Endanschlag anliegt, ist die Vorspannung der ersten Feder 51 aufgehoben bzw. sehr gering, so dass ein ggf. bestehender Rasteingriff zwischen den ersten Rastkörpern 50 und einer zugeordneten ersten Rastkontur 91 durch die Rückstellkraft der Rückstellfeder 33 aufgehoben wird.
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Der Druck an der zweiten Steuerstelle 22 beaufschlagt den Rastkolben 40 in Richtung der Längsachse 11 auf die ersten Rastkörper 50 zu. Wenn die zweite Steuerstelle 22 mit einem Fluidzulauf 12 verbunden ist, an dem während dem Betrieb hoher Druck anliegt, ist die Rastung aktiv. Wenn die zweiten Steuerstelle 22 mit einem Fluidrücklauf 13, an dem im Betrieb niedriger Druck anliegt, verbunden ist, ist die Rastung inaktiv. Die oben erläuterte Neutralstartsicherung wird allein durch den Rastkolben 40 bewirkt. Wenn die Maschine, in welche das Wegeventil 10 eingebaut ist, abgeschaltet ist, sinkt der Druck an der zweiten Steuerstelle 22 ab, da eine Versorgung mit Druckfluid nicht mehr stattfindet. Dabei kommt es nicht darauf an wie das erste und das zweite Rastventil 70; 80 eingestellt sind. In der Folge wird der ggf. vorhandene Rasteingriff an einer der ersten Rastkonturen 91 aufgehoben, da sich der Rastkolben 51 unter der Wirkung der Vorspannkraft der ersten Feder 51 von den ersten Rastkörpern 50 weg bewegt, bis Vorspannung der ersten Feder 51 so weit aufgehoben ist, dass die Rastkraft nicht mehr ausreicht, um den ersten Steuerschieber 30 gegen die Rückstellkraft der Rückstellfeder 33 zu halten.
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Die genannten Fluidverbindungen zur zweiten Steuerstelle 22 sind u.a. mit einem ersten Rastventil 70 einstellbar, welches vom Druck an der ersten Steuerstelle 21 gesteuert wird. Hierbei handelt es sich im um ein 3/2-Wegeventil, welches in Form eines Einschraubventils ausgebildet ist. Dieses wird mit Bezug auf 1a weiter unten näher erläutert.
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Bei der ersten Ausführungsform ist darüber hinaus ein zweites Rastventil 80 vorgesehen, welches in Form eines Drehschieberventils ausgebildet ist. Die Drehachse 82 des entsprechenden dritten Steuerschiebers 81 verläuft senkrecht zur Längsachse 11, wobei das zweite Rastventil 80 tangential zum ersten Steuerventil 30 und zum ersten Rastventil 70 angeordnet ist. Das zweite Rastventil 80 hat vorliegend drei Drehstellungen, in welche es mittels einer Rastvorrichtung 86 einrasten kann. Die Rastvorrichtung 86 umfasst vorliegende eine mit einer Feder vorgespannt Kugel, welche an seitlichen Abflachungen des dritten Steuerschiebers 81 anliegt. Der dritte Steuerschieber 81 ist in einer bezüglich der Drehachse 82 kreiszylindrischen Aufnahmebohrung drehbar aufgenommen. Er ragt aus dem ersten Gehäuseteil 16 heraus, wobei er dort fest mit einem Drehknopf 111 verbunden ist, so dass der per Hand verdrehbar ist.
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In der ersten Drehstellung ist die Rastung an den ersten Rastkonturen 91 aktiv, wobei die mit dem ersten Rastventil 70 bewirkte Kick-Out-Funktion nicht aktiv ist. In dieser Stellung ist die zweite Steuerstelle 22 permanent mit einem Fluidzulauf 12 verbunden, wobei die Verbindung zum ersten Rastventil 70 gesperrt ist. In einer zweiten Drehstellung des dritten Steuerschiebers 81 ist die zweite Steuerstelle 22 mit dem ersten Rastventil 70 verbunden, so dass die Rastung an der ersten Rastkontur 91 aktiv ist, wobei die Kick-Out-Funktion ebenfalls aktiv ist. In einer dritten Drehstellung des dritten Steuerschiebers 81 ist die zweite Steuerstelle 22 permanent mit einem Fluidrücklauf 13 verbunden, wobei die Verbindung zum ersten Rastventil 70 gesperrt ist. Dementsprechend findet an den ersten Rastkonturen 91 keine Rastung statt. Wegen weiterer diesbezüglicher Details wird auf die Ausführungen zu den 3 und 4 verwiesen.
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Der erste Steuerschieber 30 ragt aus dem ersten Gehäuseteil 16 in Richtung der Längsachse 11 heraus. Dieser Teil des ersten Steuerschiebers 30 ist von einem topfartig ausgebildeten zweiten Gehäuseteil 17 fluiddicht umgeben. Das zweite Gehäuseteil 17 ist fest mit dem ersten Gehäuseteil 16 verbunden, insbesondere verschraubt. Der dortige Hohlraum ist vorzugsweise zu einem Fluidrücklauf 13 hin druckentlastet, so dass sich dort aufgrund von Leckagen kein Druck aufbauen kann.
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Die Rückstellfeder 33 ist zwischen zwei gesonderten Federtellern 34 unter Vorspannung aufgenommen, wobei die Federteller 34 bezüglich der Längsachse 11 in entgegengesetzte Richtung an Anschlägen am ersten Steuerschieber 30 abgestützt sind. Damit wird der erste Steuerschieber 30 in die Mittelstellung vorgespannt. Um ihn aus der Mittelstellung herauszubewegen, gleich in welche Richtung, muss die Vorspannkraft der Rückstellfeder 33 überwunden werden. Es versteht sich, dass mit zwei gesonderten Rückstellfedern eine vergleichbare Wirkung erzielbar ist. Die Rückstellfeder 33 ist vorliegend innerhalb des zweiten Gehäuseteils 17 angeordnet, wobei die Federteller 34 dort bezüglich der Längsachse 11 in entgegengesetzte Richtung an Anschlägen abgestützt sind.
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Die Hülse 41 kann ein oder mehrteilig ausgebildet sein. Sie umfasst einen mittleren Abschnitt 42 an dem sie, beispielsweise mittels Schrauben, in der Aufnahmebohrung 32 des ersten Steuerschiebers 30 befestigt ist. Auf beiden gegenüberliegenden Seiten des mittleren Anschnitts 32 ist sie mit Ausnehmungen versehen, welche die ersten bzw. die zweiten Rastkörper 50; 60 führen. Auf der Seite des Rastkolbens 40 ist sie mit einem weiteren Abschnitt versehen, welcher den ersten Umlenkkörper 52 und die erste Feder 51 hülsenartig umgibt. Dieser Abschnitt bildet gleichzeitig den ersten Endanschlag für den Rastkolben 40.
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Hinzuweisen ist außerdem noch auf die Radialbohrung 112 im ersten Steuerschieber, welche in jeder Stellung des Rastkolbens 40 in eine Ringnut im Rastkolben 40 einmündet. An der Außenumfangsfläche des ersten Steuerschiebers 30 ist sie mit einem Fluidrücklauf 13 verbunden. Hierdurch wird erreicht, dass Leckagen von der zweiten Steuerstelle 22 unmittelbar in den genannten Fluidrücklauf 13 abgeleitet werden, so dass sich im Bereich der Rastkörper 50; 60 kein Druck aufbauen kann.
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1a zeigt einen vergrößerten Ausschnitt von 1 im Bereich des ersten Rastventils 70. Das erste Rastventil 70 hat einen Ventilgrundkörper 101, welcher seitlich in das erste Gehäuseteil 16 eingeschraubt ist, wobei die entsprechende Aufnahmebohrung im ersten Gehäuseteil 16 durch den Ventilgrundkörper 101 nach außen fluiddicht verschlossen ist. An der Außenumfangsfläche des Ventilgrundkörpers 101 sind ein erste, eine zweite und eine dritte Anschlussstelle 71; 72; 73 angeordnet, welche durch Dichtungen in Form von O-Ringen voneinander abgegrenzt sind. Die geometrische Gestaltung der Anschlussstellen 71; 72; 73 ist in 1a grobschematisch dargestellt. Die dritte Anschlussstelle 73 ist über eine Rücklaufbohrung 104 an einen Fluidrücklauf 13 angeschlossen. Die erste Anschlussstelle 71 ist über eine Zulaufbohrung 103 an einen Fluidzulauf 12 angeschlossen. Die Zulauf- und die Rücklaufbohrung 103; 104 verlaufen parallel zur Längsachse (Nr. 11 in 1), wobei sie quer zur Längsachse derart mit Abstand angeordnet sind, dass der dazwischen angeordnete dritte Steuerschieber 81 beide Bohrungen 103; 104 schneidet, so dass er die mit Bezug auf 2a bis 4d erläuterten Fluidverbindungen herstellen kann.
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Im Inneren des Ventilgrundkörpers 101 ist ein zweiter Steuerschieber 74 linearbeweglich aufgenommen, wobei die Bewegungsrichtung vorzugsweise parallel zur Längsachse ist. Der zweite Steuerschieber 74 wird von einer vorgespannten zweiten Feder 75 derart auf die erste Steuerstelle 21 zu gedrückt, dass er durch Erhöhung des Drucks an der ersten Steuerstelle 21 entgegen der Vorspannkraft der zweiten Feder 75 bewegbar ist. In der durch die zweite Feder 75 vorgespannten Endstellung, die in 1a dargestellt ist, ist die erste 71 mit der zweiten Anschlussstelle 72 verbunden, so dass an der zweiten Steuerstelle 22 der Druck am Fluidzulauf 12 anliegt, wenn sich das zweite Rastventil 80 in der zweiten Drehstellung befindet. Die Rastung an den ersten Rastkonturen (Nr. 91 in 1) ist damit aktiv.
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Wenn der an das Wegeventil angeschlossenen Aktuator in Form eines Hydraulikzylinders mit in eine erste Rastkontur eingerastetem ersten Steuerschieber 30 gegen einen Endanschlag gefahren wird, steigt der Druck an der ersten Steuerstelle 21 sehr stark an, wobei der Druckanstieg typischerweise durch ein Druckbegrenzungsventil nach oben begrenzt ist.
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In den Ventilgrundkörper 101 ist an dem der ersten Steuerstelle 21 zugewandten Ende ein Einbauteil 102 eingeschraubt, welches einen Ventilsitz bildet, der an die erste Steuerstelle 21 angeschlossen ist. Die Einschraubtiefe des Einbauteils 102 bestimmt darüber hinaus die Vorspannkraft der zweiten Feder 75 und mithin den Druck an der ersten Steuerstelle 21 bei dem die Kick-Out-Funktion einsetzt.
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In dem Einbauteil 102 ist ein gesonderter Verschlusskörper 79 linearbeweglich aufgenommen. Der zweite Steuerschieber 74 und der Verschlusskörper 79 sind entlang einer gemeinsamen Mittelachse linearbeweglich, wobei sie unmittelbar aneinander anliegen können. Der Verschlusskörper 79 hat eine, vorliegend kreiskegelförmig ausgebildete, Verschlussfläche 78 mit welcher der Ventilsitz 77 fluiddicht verschließbar ist. Wenn der Druck an der ersten Steuerstelle 21 das auf die Querschnittsfläche des Ventilsitzes 77 bezogene Druckäquivalent der zweiten Feder 75 übersteig, wird die Verschlussfläche 78 vom Ventilsitz 77 abgehoben. In der Folge steht der Druck an der ersten Steuerstelle 21 an der erheblich größeren Querschnittsfläche des Verschlusskörpers 79 an, so dass sich der zweite Steuerschieber 74 auf die zweite Feder 75 zu bewegt und zwar vergleichsweise schlagartig. In der Folge wird eine Verbindung von der zweiten Anschlussstelle 72 zur dritten Anschlussstelle 73 hergestellt, wobei die erste Anschlussstelle 71 gesperrt ist. Die zweite Steuerstelle (Nr. 22 in 1) ist dann mit einem Fluidrücklauf 13 verbunden, wenn sich das zweiten Rastventil 80 in der zweiten Drehstellung steht. Die Rastung an den ersten Rastkonturen (Nr. 91 in 1) wird dadurch aufgehoben, wodurch der erste Steuerschieber in seine durch die Rückstellfeder (Nr. 33 in 1) vorgespannt Mittelstellung zurückkehrt.
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In dieser Mittelstellung wird typischerweise der Druck in einem Fluidrücklauf 13 als Last an die an die Fluidzuläufe 12 angeschlossene Pumpe gemeldet, so dass deren Förderruck im Wesentlichen auf Null absinkt. In der Folge sinkt auch der Druck an der der ersten Steuerstelle 21 und der zweite Steuerschieber 74 kehrt in seine durch die zweite Feder 75 vorgespannte Grundstellung zurück. Wenn die genannte Pumpe mehrere Aktuatoren parallel versorgt, können sich kompliziertere Verhältnisse ergeben.
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2a-d zeigen verschiedene grobschematische Schnittansichten des dritten Steuerschiebers 81 in der ersten Drehstellung. Alle Schnittebenen verlaufen parallel zur Längsachse (Nr. 11 in 1) und senkrecht zur Zeichenebene der 1 bzw. zur Drehachse (Nr. 82 in 1). Die Schnittebene der 2a verläuft durch die Rücklaufbohrung 104. Die Schnittebene der 2b verläuft durch die Zulaufbohrung 103. Die Schnittebene der 2c verläuft durch die erste und die zweite Anschlussstelle 71; 72 des ersten Rastventils. Die Schnittebene der 2d verläuft durch eine Ausnehmung 106 im ersten Gehäuseteil, welche über einen Durchbruch im ersten Steuerschieber mit der zweiten Steuerstelle (Nr. 22 in 1) verbunden ist und zwar in jeder Stellung des ersten Steuerschiebers.
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3a-d zeigt verschiedene grobschematische Schnittansichten des dritten Steuerschiebers 81 in der zweiten Drehstellung, wobei die Schnittebenen analog zu 2a-d gewählt sind. 4a-d zeigt verschiedene grobschematische Schnittansichten des dritten Steuerschiebers 81 in der dritten Drehstellung, wobei die Schnittebenen analog zu 2a-d gewählt sind.
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Der dritte Steuerschieber 81 ist über seine gesamte Länge kreiszylindrisch bezüglich seiner Drehachse 82 ausgebildet. Im Inneren ist eine bezüglich der Drehachse 82 kreiszylindrische Längsbohrung 83 vorgesehen. Welche an ihren beiden gegenüberliegenden Längsenden fluiddicht verschlossen ist. Die Längsbohrung 83 ist über verschiedene Radialbohrungen 84a - 84e mit der Außenumfangsfläche des dritten Steuerschiebers 81 verbunden.
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Die erste Radialbohrung 84a stellt ausschließlich in der dritten Drehstellung gemäß 4a eine Fluidverbindung zwischen der Rücklaufbohrung 104 und der Längsbohrung 83 her. In der ersten und der zweiten Drehstellung ist sie von der Aufnahmebohrung des dritten Steuerschiebers 81 überdeckt und mithin fluiddicht verschlossen (vgl. 2a; 3a).
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Die zweite Radialbohrung 84b stellt in der ersten und der zweiten Drehstellung gemäß 2b und 3b eine Fluidverbindung zwischen der Zulaufbohrung 103 und der Längsbohrung 83 her. In der dritten Drehstellung ist sie von der Aufnahmebohrung des dritten Steuerschiebers 81 überdeckt und mithin fluiddicht verschlossen (vgl. 4b).
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Die dritte Radialbohrung 84c stellt in der zweiten Drehstellung gemäß 3c eine Fluidverbindung zwischen der ersten Anschlussstelle 71 des ersten Rastventils und der Längsbohrung 83 her. In der dritten Drehstellung stellt sie gemäß 4c eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Anschlussstelle 72 und der Längsbohrung 83 her. In der ersten Drehstellung ist sie von der Aufnahmebohrung des dritten Steuerschiebers 81 überdeckt und mithin fluiddicht verschlossen (vgl. 2c).
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Die vierte Radialbohrung 84d stellt ausschließlich in der dritten Drehstellung gemäß 4d eine Fluidverbindung zwischen der Ausnehmung 106 und der Längsbohrung 83 her. In der ersten und der zweiten Drehstellung ist sie von der Aufnahmebohrung des dritten Steuerschiebers 81 überdeckt und mithin fluiddicht verschlossen (vgl. 2d; 3d).
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Die fünfte Radialbohrung 84e stellt ausschließlich in der ersten Drehstellung gemäß 2d eine Fluidverbindung zwischen der Ausnehmung 106 und der Längsbohrung 83 her. In der zweiten und der dritten Drehstellung ist sie von der Aufnahmebohrung des dritten Steuerschiebers 81 überdeckt und mithin fluiddicht verschlossen (vgl. 3d; 4d).
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Die parallel zu Drehachse (Nr. 82 in 1) verlaufende Längsnut 85 an der Außenumfangsfläche des dritten Steuerschiebers 81 ist in der zweiten Drehstellung fluidisch mit der Ausnehmung 106 verbunden (vgl. 3d), wobei sie gleichzeitig mit der zweiten Anschlussstelle 72 verbunden ist (vgl. 3c). In der ersten und der dritten Drehstellung ist sie von der Aufnahmebohrung des dritten Steuerschiebers 81 so überdeckt, dass sie höchstens mit einer der Anschlussstellen 71; 72 verbunden ist, wobei sie jeweils nicht mit der Ausnehmung 106 verbunden ist. Die Längsnut 85 erstreckt sich in Richtung der Drehachse (Nr. 82 in 1) ausschließlich abseits der Zulauf- und der Rücklaufbohrung 103; 104; so dass in keiner der Drehstellungen eine entsprechende Fluidverbindung besteht.
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5 zeigt einen Längsschnitt einer zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wegeventils 10', welche ausschließlich ein erstes Rastventil aufweist. Dieses Wegeventil 10' ist bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede identisch zum dem Wegeventil gemäß der ersten Ausführungsform ausgebildet, so das diesbezüglich auf die Ausführungen zu 1 und 1a verwiesen wird. In den 1; 1a und 5 sind gleiche bzw. sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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Bei der zweiten Ausführungsform wurde das zweite Rastventil 80 weggelassen. Stattdessen wurde an der gleichen Stelle eine Verbindungskanal 105 eingeführt, welcher die zweite Anschlussstelle (Nr. 71 in 1a) des ersten Rastventils 70 permanent mit der zweiten Steuerstelle 22 verbindet. Der Verbindungskanal 105 hat damit die gleiche Funktion wie die zweite Drehstellung des zweiten Rastventils. Die Rastung an den ersten Rastkonturen 91 ist aktiv, wobei die Kick-Out-Funktion ebenfalls aktiv ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Wegeventil (erste Ausführungsform)
- 10'
- Wegeventil (zweite Ausführungsform)
- 11
- Längsachse
- 12
- Fluidzulauf
- 13
- Fluidrücklauf
- 14
- Arbeitsanschluss
- 15
- Druckwaage
- 16
- erstes Gehäuseteil
- 17
- zweites Gehäuseteil
- 20
- Fluidströmungspfad
- 21
- erste Steuerstelle
- 22
- zweite Steuerstelle
- 30
- erster Steuerschieber
- 31
- Hauptblende
- 32
- Aufnahmebohrung
- 33
- Rückstellfeder
- 34
- Federteller
- 40
- Rastkolben
- 41
- Hülse
- 42
- mittlerer Anschnitt
- 45
- Verschlussschraube
- 50
- erster Rastkörper
- 51
- erste Feder
- 52
- erster Umlenkkörper
- 60
- zweiter Rastkörper
- 61
- zweiter Umlenkkörper
- 62
- dritte Feder
- 70
- erstes Rastventil
- 71
- erste Anschlussstelle
- 72
- zweite Anschlussstelle
- 73
- dritte Anschlussstelle
- 74
- zweiter Steuerschieber
- 75
- zweite Feder
- 76
- Dichtung
- 77
- Ventilsitz
- 78
- Verschlussfläche
- 79
- Verschlusskörper
- 80
- zweites Rastventil
- 81
- dritter Steuerschieber
- 82
- Drehachse
- 83
- Längsbohrung
- 84a
- erste Radialbohrung
- 84b
- zweite Radialbohrung
- 84c
- dritte Radialbohrung
- 84d
- vierte Radialbohrung
- 84e
- fünfte Radialbohrung
- 85
- Längsnut
- 86
- Rastvorrichtung
- 90
- Rastkörper
- 91
- erste Rastkontur
- 92
- zweite Rastkontur
- 101
- Ventilgrundkörper
- 102
- Einbauteil
- 103
- Zulaufbohrung
- 104
- Rücklaufbohrung
- 105
- Verbindungskanal
- 106
- Ausnehmung zur zweiten Steuerstelle
- 110
- Regelfeder
- 111
- Drehknopf
- 112
- Radialbohrung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2632800 A1 [0002]
- EP 2283261 B1 [0003]
- DE 3923743 A1 [0004]
