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Hydraulisches Wegeventil Die Erfindung betrifft ein an einen zur Betätigung
eines Verbrauchers bzw. einer Gruppe von Verbrauchern dienenden Druckmittelkreislauf
angeschlossenes hydraulisches Wegeventil.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wegeventil zu schaffen,
mit dessen Hilfe es möglich ist, den Druckmittelkreislauf unter geringatmöglichem
Energieverlust flir voneinander unabhängige, getrennt beaufsohlagbare Verbraucher
verfügbar zu machen, von denen zumindest einer der Verbraucher unmittelbar ueber
das Wegeventil in zwei Wirkungsrichtungen betätigbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Wegeventil
einen aus einer Mittelstellung in zwei entgegengesetzte Richtungen bewegbaren Steuersohieber
aufweist, der mit je zwei epiegelbildlich zueinander angeordneten Steuerkanten versehen
ist, die in Zusammenwirkung mit Je einer Steuerkammer des Wegeventils zugeordneten
Steuerkanten eine zweikreisartige Zuschaltung eines wechselseitig beaufschlagbaren
zweiten Verbrauchers ermöglichen. Diese Ausbildung des Wegeventils hat den Vorteil,
daß im Gegensatz zu den bei unabhängig voneinander betriebenen Verbrauchern Ublicherweise
verwendeten zwei ständig fließenden Druckmittelkreisen lediglich
ein
ständig fließender Kreislauf benötigt wird, der bei Bedarf angezapft wird, wobei
alle Verbraucher erforderlichenfalls mit dem vollen Druck des Systems betrieben
werden können. Auf diese Weise wird der ständige Energieverlust des Drucksystems
erheblich herabgesetzt, wobei ohne Zwischenschaltung eines weiteren Steuerventils
ein doppeltwirkender Verbraucher beaufschlagbar ist bzw.
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vom Hauptkreislauf absperrbar ist.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend
anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt
eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Wegeventils für die Lenkkraftunterstützung
eines Fahrzeuges.
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Das Wegeventil 1 weist fünf gesteuerte Anschlüsse 2, 3, 4, 5 und 6
auf. Der Anschluß 2 ist über eine Zuleitung 7 an eine Pumpe 8 angeschlossen, die
durch ein Druckbegrenzungsventil 9 gesichert ist, während der Anschluß 3 mit einer
Rücklaufleitung 10 in Verbindung steht. Die Anschlüsse 4 und 6 sind über Leitungen
11 bzw. 12 an zwei durch einen Kolben 13 voneinander getrennte Kammern 14 bzw. 15
eines doppeltwirkenden Betätigungszylinders 16 angeschloesen, dessen Kolben 13 über
ein Gestänge 17 das Wegeventil 1 rückwirkend betätigt. Darüber hinaus wirkt der
Kolben 13 auf nicht näher dargestellte Ubertragungselemente zur hydraulischen Lenkkraftunterstützung
eines Fahrzeuges. Der Anschluß 5 steht über eine Leitung 17 mit einem nachgeschalteten
Wegeventil 18 bekannter Art in Verbindung, das zur Steuerung und Betätigung eines
weiteren bzw. einer Gruppe von weiteren nicht dargestellten Verbrauchern dient.
Das Wegeventil 18 weist eine eigene Rücklaufleitung 19 auf, die entweder mit einer
Arbeitsleitung
20 oder einer Arbeitsleitung 21 verbindbar ist.
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Das Wegeventil 1 selbst ist mit einer Zylinderbohrung 22 versehen,
in der ein axial verschiebbarer Steuerschieber 23 angeordnet ist. Der Steuerschieber
23 weist eine mit Gewinde versehene Axialbohrung 24 auf, die eine drehbare 13etätigungsspindel
25 aufnimmt, deren ebenfalls mit Gewinde versehener Betätigungskopf 26 in das Muttergewinde
des Steuerschiebers 23 eingreift und Je nach Drehrichtung der Betätigungsspindel
25 eine nach links oder rechts gerichtete Verschiebung des Steuerschiebers 23 bewirkt.
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Der Steuerschieber 23 weist je zwei spiegelbildlich zueinander angeordnete
Regelkanten 27, 30 und 28, 29 auf, die in noch zu beschreibender Weise mit entsprechenden
Regelkanten 31, 34 bzw. 32, 33 des Gehäuses 1 zusammenwirken, die Jeweils einer
Steuerkammer 35, 36, 37 und 38 zugeordnet sind. Darüber hinaus ist zwischen den
Steuerkammern 35, 36 bzw. 37, 38 Je eine Verteilerkammer 39 und 40 angeordnet, wobei
die Verteilerkammer 39 dem Pumpenanschluß 2 zugeordnet ist und die Verteilerkammer
40 über einen Gehäusekanal 41 mit der Steuerkammer 36 in Verbindung steht. Die beiden
Steuerkammern 35 und 38 sind an die Verbraucheranschlüsse 4 bzw. 6 des doppeltwirkenden
Verbrauchers 16 angeschlossen, während die Steuerkammer 97 mit dem Verbraucheranschluß
5 des anderen Verbrauchers bzw. Gruppe von Verbrauchern verbunden ist. Die äußeren
Steuerkammern 35 und 38 sind ferner mit Steuerkanten 42 bzw. 43 versehen, die mit
äußeren Steuerkanf ten 44 und 45 des Steuerschiebers 23 zusammenwirken. Die äußeren
Teile der Zylinderbohrung 22 sind als Rücklaufkammern 46 und 47
ausgebildet,
die von Stirnflächen 48 und 49 des Steuerschiebers 23 begrenzt sind und über einen
Gehäusekanal 50 miteinander in Verbindung stehen. Die Rücklaufkammer 46 ist darüber
hinaus über den Anschluß 3 an die Rücklaufleitung 10 angeschlossen.
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Nachfolgend sei die Wirkungsweise des Wegeventils 1 näher erläutert:
Bei dem in der Figur in der unbetätigten Mittelstellung gezeigten Steuerschieber
23 besteht ein Hauptkreislauf des Druckmittels von der Pumpe 8 zum Rücklauf 19 des
nachgeschalteten Wegeventils 18 bzw. bei dessen Betätigung zu den dem Wegeventil
18 nachgeschalteten Verbrauchern. Die Pumpe 8 fördert dabei das Druckmitte) über
den Anschluß 2 und die Verteilerkammer 39 ungedrosselt in die Steuerkammer 36 und
von dort über den Gehäusekanal 41 in die Verteilerkammer 40 und weiter über die
Steuerkammer 37 zum Verbraucheranschluß 5. Infolge Überdeckung der Steuerkanten
27, 31 bzw. 30, 34 des Steuerschiebers 23 und Ventilgehäuses 1 ist der Zutritt von
Druckmittel in die äußeren Steuerkammern 35 und 38 abgesperrt, so daß der doppeltwirkende
Zylinder 16 über den einen oder anderen der Anschlüsse 4 und 6 unbeaufschlagt bleibt.
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Bei Betätigung der Spindel 25 in die eine oder andere Drehrichtung
mittels eines nicht dargestellten Lenkrades wird der Steuerschieber 23 nach links
oder rechts verschoben. Auf diese Weise geben entweder die Regelkanten 27, 31 oder
die Regelkanten 30, 34 den Durchtritt in die Steuerkammern 35 bzw. 38 frei, wobei
gleichzeitig die Steuerkanten 42, 44 bzw. 43, 45 die Verbindung zwischen der Steuerkammer
35 und der Rücklaufkammer 22
bzw. in der rechten Stellung des Steuerschiebers
23 die Verbindung zwischen der Steuerkammer 38 und der Rücklaufkammer 47 abschließen.
Auf diese Weise gelangt das Druckmittel entweder über den Anschluß 4 und die Leitung
11 in die Zylinderkammer 14 oder über den Anschluß 6 und die Leitung 12 in die Zylinderkammer
15 des Verbrauchers 16 und wirkt in die eine oder andere Richtung im Sinne einer
hydraulischen Lenkkraftunterstützung auf den Betätigungskolben 13 ein. Dieser vom
Hauptkreislauf abgezweigte Kreislauf wird ausschließlich beim Betätigen der Lenkung
geöffnet.
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Der Hub des Betätigungskolbens 13 wird gleichzeitig mit der Einwirkung
auf das nicht dargestellte Lenkschub-Gestänge auf das Gestänge 17 übertragen, das
auf das Wegeventil 1 in der jeweiligen Betätigungsrichtung des Steuerschiebers 23
einwirkt und solange wie der Steuerschieber 23 betätigt wird, eine Nachstellbewegung
des Wegeventils 1 erreicht, bis sich der Steuerschieber 23 wieder in der den Verbraucher
16 vom Hauptkreislauf absperrenden Mittelstellung befindet. Auf diese Weise ist
gewährleistet, däß lediglich für die Dauer der tatsächlichen Lenkbewegung eine hydraulische
Lenkkraftunterstützung wirksam ist.
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Die Regelung des Druckmittelstromes bei der Zuschaltung des Verbrauchers
16 erfolgt in Abhängigkeit von den im Hauptkreislauf und dem zugeschalteten Kreislauf
jeweils erforderlichen Drücken entweder mit Hilfe der zusammenwirkenden Regelkanten
27, 31 oder der Regelkanten 28, 32 bzw. bei entgegengesetzter Betätigung
des
Steuerschiebers 23 mit Hilfe der Regelkanten 30, 34 oder der Regelkanten 29, 33,
und zwar auf -folgende Weise: Ist der für den Verbraucher 16 benötigte Druck höher
als der Druck im Hauptkreislauf, dann erfolgt die Regelung des Druckmittelstromes
über die Regelkanten 28, 32, bei einem höheren Druck im Hauptkreislauf hingegen
sind die Regelkanten 27, 31 für die Regelung zuständig. Bei entgegengesetzter Betätigungsrichtung
des Steuerschiebers 23 übernehmen sinngemäß die jeweils spiegelbildlich angeordneten
Regelkanten 29, 33 bzw. 30, 34 die Regelung bzw. Druckverteilung des Druckmittelstromes.
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Ist die Betätigung des Steuerschiebers 23 in der einen oder anderen
Richtung wieder mittels des Gestänges 17 durch eine Nachführbewegung des Gehäuses
1 ausgeglichen worden, d.h. der-Steuerschieber 23 wieder in die mittlere Sperrstellung
für den Verbraucher 16 gelangt, dann ist infolge der nicht mehr überdeckten Steuerkanten
42, 44 die Verbindung von der Steuerkammer 35 zur Rücklaufkammer 46 bzw. über die
Steuerkanten 43, 45 die Verbindung von der Steuerkammer 38 zur Rücklaufkammer 47
wieder hergestellt. Damit kann das Druckmittel direkt aus der Rücklaufkammer 46
in die Rücklaufleitung 10 bzw. aus der Rücklaufkammer 47 über den Gehäusekanal 50
auf gleiche Weise zurückströmen, wåhrend der Hauptkreislauf in jedem Pall aufrechterhalten
wird.
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Durch die Absperrung des Nebenkreislaufes für den Verbraucher 16 bei
nicht betätigter Lenkung werden die Energieverluste erheblich vermindert.