DE2801689C2

DE2801689C2 - Steuerventileinrichtung

Info

Publication number: DE2801689C2
Application number: DE19782801689
Authority: DE
Inventors: Rudolf 8011 Baldham Brunner
Original assignee: Heilmeier & Weinlein Fabrik fur Oel-Hydraulik & Co Kg 8000 Muenchen De GmbH
Current assignee: Heilmeier & Weinlein Fabrik fur Oel-Hydraulik & Co Kg 8000 Muenchen De GmbH
Priority date: 1978-01-16
Filing date: 1978-01-16
Publication date: 1982-11-11
Also published as: DE2801689A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerventileinrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art

Be! einer ^ aus der US-PS 32 74 902 bekannten Steuerventileitirichtung dieser Art bilden die Leitungen vom Mehrwegeventil zu den Drückkammern des Zvvillings-Rückschlägventils gleichzeitig die Strömungswege, durch welche in der arbeitsunwirksamen Neutralstellung das Lecköl zum drucklosen Sammelbehälter ablaufen kann. Zu diesem Zweck iüt das Mehrwegeventil derart ausgebildet, daß es in einer einer arbeitsunwirksamen Neutralstellung entsprechenden Arbeitsstellung sämtliche Druckmittelleitungen vom Zwillings-Rückschlagventil mit dem drucklosen Sammelbehälter verbindet. Daraus resultiert aber ein ungünstiges Ansprechverhalten der Steuerven:ileinrichtung, da sich diese Druckmittelleitungen in der arbeitsunwirksamen ίο Neutralsteliung vollständig entleeren und bei einer Verstellung des Mehrwegeventils in eine Arbeitsstellung zunächst wieder mit Druckmittel gefüllt werden müssen, ehe die Rückschlagventile ansprechen können. Zu diesem unerwünschten Ansprechverhalten trägt auch bei, daß die Druckbeaui'schlagung für den Entsperrschieber in der arbeitsunwirksamen Neutralstellung vollständig abgebaut und erst wieder aufgebaut werden muß, ehe der Entsperrschieber in der Lage ist, das ein Rückströmen des Druckmittels vom Servomotor gestattende Öffnen des einen Rückschlagventils einzusteuern.

A.us der US-PS 26 48 346 ist weiterhin eine Steuerventileinrichtung dieser Art bekannt, bei der in der arbeitsunwirksamen Neutralstellurig im Mehrwegeventil ebenfalls eine ständige Verbincung zum drucklosen Sammelbehälter geöffnet ist, über die der Druck in den Druckmittelleitungen vom Hehrwegeventil zum Zwillings-Rückschlagventil und in den Druckkammern vollständig abgebaut wird. Es ergibt sich aus diesem Grund ebenfalls ein ungünstiges Ansprechverhalten, da bei einer Verstellung des Mehrwegeventils in eine Arbeitsstellung zunächst die Druckmittelleitung zum Zwillings-Rückschlagventil und die Druckkammern unter Druck gesetzt werden müssen.

J5 Aus der DE-OS 19 59 764 ist immerhin eine Steuerventileinrichtung einer anderen Art mit lasthaltenden Rückschlagventilen bekanni, bei der der Teil des Hydraulikkreises zwischen dem Mehrwegeventil und den lasthaltenden Rückschlagventilen und der Teil des •«ο Hydraulikkreises zwischer den hofhaltenden Rückschlagventilen und dem Servomotor in der arbeitsunwirksamen Neutralstellung hydraulisch blockiert ist. Demzufolge wird bei dieser Steuerventileinrichtung zwar ein günstigeres Ansprechverl· alten erzielt, jedoch ist bei ihr ein Leckölproblem nicht angesprochen. Zudem arbeiten die lasthaltenderi Rückschlagventile ohne Entsperrschieber.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in Rede stehende Steuerventileinri:htung hinsichtlich ihres Ansprechverhaltens und hinsichtlich der baulichen Gestaltung der Mittel für die Lecköl-Abführung zu verbessern, damit ein ungewolltes Entsperren der Rückschlagventile in der arbeitsunwirksamen Neutralstellung der Steuerventileinrich'.ung vermieden wird.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Das Ansprechverhalten der so ausgebildeten Steuerventileinrichtung ist verbessert, da in der Neutralste! lung die Druckmittelleitungen vom Mehrwegeventil zu den Rückschlagventilen von der Druckmittelquelle und vom drucklosen Sammelbehälter getrennt sind« Sie werden dadurch nicht drücklös, so daß bei einer neuerlichen Betätigung des MehrWegevenlils das jeweils angesteuerte Rückschlagventil rasch geöffnet und das jeweils andere Rückschlagventil rasch entsperrt wird. Trotz dieser für ein verbessertes Ansprechen wichtigen Maßnahme bei der hydraulischen Blockie·

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rung der Druckmittelleitungen zum Zwillings-Rückschlagventil wird dafür gesorgt, daß gegebenenfalls durch das Mehrwegeventil hindurch leckendes Druckmittel zu keiner ungewollten Entsperrung der Rückschlagventile führen kann, da die Verbindungsleilungen nunmehr durch Maßnahmen, die von der Ausbildung des Mehrwegeventils unabhängig sind. Druckmittel aus den Druckkammern zum drucklosen Sammelbehälter ablassen. Dabei erfolgt das funktionsgerechte Schließen und öffnen der Verbindungslcitungen in Abhängigkeit von der Verstellung des Entsperrschiebers, also stets in Abhängigkeit vom Arbeiten des Zwillings-Rückschlagventils selbst Die in den Verbindungsleitungen angeordneten Drosseln sorgen schließlich dafür, daß in der arbeitsunwirksamen Neutralstellung in den Druckmittelleitungen zum Zwillings-Rückschlagventil eine vorgespannte Druckmittelsäule aufrechterhalten bleibt

Zweckmäßige Ausgestaltungen gehen aus den Ansprüchen 2, 3 und 4 hervor. So kann der Entsperrschieber den Leckölabfluß entweder unmittelbar selbst oder mittelbar über einen von ihm betätigten Schieber steuern.

Eine Ausführungsform des Erfindungegegenstandes wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Zwillings-Rückschlagventil der erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Zwillings-Rückschlagventils nach Fig. 1,und

Fig.3 schematisch die Steuerventileinrichtung mit dem Zwillings-Rückschlagveniil nach den Fig. 1 und 2. Ein Zwillings-Rückschlagventil 1 besitzt gemäß den F i g. I und 2 ein quaderförmig langgestrecktes Gehäuse 2. das in Längsrichtung von einer gestuften Bohrung 3 durchsetzi wird. Die Bohrung 3 ist symmetrisch und weist — von beiden Enden des Gehäuses 2 ausgehend — je eine Sackbohrung 3a, einen Bohrungsabschnitt 36 und eine die Bohrungsabschnitte 36 verbindende Zylinderbohrung 3c auf. In der in der Zeichnung linken Hälfte des Gehäuses ist ein Druckmittelkanalanschluß 4a vorgesehen, der zum linken Bohrungsabschnitt 36 führt. Von der Sackbohrung 3a führt ein weiterer Druckmittelkanalanschluß 46 aus dem Gehäuse 2 hinaus. Entsprechend führt zum rechten Bohrungsabschnitt 36 ein Druckmittelkanalanschluß 7a, während die rechte Sackbohrung 3a in einen Druckmittelkanalanschluß 76 mündet. Die Anschlüsse 4a und 46 sowie 7a und 76 sind jeweils an Druckmittelleitungen angeschlossen.

Die Bohrungsabschnitte 36 bilden zwei Druckkammern 5 und 6. Aus der Zylinderführung 3c ist annähernd in der Mitte des Gehäuses eine Auslaßöffnung 8 zu einem Leckölanschluß 9 herauspeführt.

Zwischen den Sackbohrungen 3a und den Bohrungsabschnitten 36 sind ringförmige Teile 10 bzw. 11 eingesetzt, die der Sackbohrung 3a zugewandt einen Ventilsitz 12 bzw. 13 aufweisen. In jede der Sackbohrungen ist ein Einsatz 14 abgedichtet eingeschraubt, in dem ein über eine Druckfeder 15 belastetes Schließelement 16 bzw. 17 verschieblich gelagert ist. das mit dem Ventilsitz 12b/w. 13 zusammen ein Rückschlagventil für die DruckmiUelkanalanschlüsse 4a, 46 bzw, 7a und Tb bildet, Die Rückschlagventile 16,12 und 17,13 öffnen bei einer in Richtung vom Anschluß 4a zum Anschluß 46 bzw. 7a zu 76 erfolgenden Druckmittelströmung, sobald deren Druck die Kraft der Federn 15 überwindet. In der entgegensetzten Richtung sperren die Rückschlagventil le 16,12 und 17,13 den Strömungsweg ab.

In der Zylinderbohrung 3c ist ein Ensperrschieber 18 verschiebbar gelagert, der in Form eines Doppelkolbens mit einer Abdichtung an jedem Ende 18a bzw. 186 ausgebildet ist. Die dargestellte Position des Entsperrschiebers 18 entspricht seiner Grundstellung, in der er mit Druckstiften 19a bzw. 196 den beiden Schließelenienten 16 bzw. 17 mit einem kleinen Abstand gegenübersteht In dieser Grundstellung wird der ίο Entsperrschieber 18 von in den Druckkammern 5 und 6 angeordneten Druckfedern 20 gehalten. Der Entsperrschieber 18 weist in seinem Mittelbereich eine Querbohrung 21 auf, durch die ein im Gehäuse festgesetzter Anschlagstift 22 ragt Der Durchmesser des Anschlagstiftes 22 ist geringer als die lichte Weite der Querbohrung 21, so daß der Entsperrschieber 18 sich aus der gezeichneten Position nach beiden Richtungen so weit bewegen kann, bis die Wand der Querbohrung 21 am Anschlagstift anschlägt.
Von jeder Druckkammer 5 bzw. 6 führt eine Verbindungsleitung 23a bzw. 236 über eine Drossel 24a bzw. 24ö zu einer Mündung 25a bzw. 25b in der Zylinderbohrung 3c. Die Mündung 25a '.- w. 250 liegen in Bereichen der Zylinderbohrung 3c, die den abdichtenden Enden 18a bzw. 186 des Entsperrschiebers 18 unmittelbar benachbart sind. In der gezeichneten Grund ellung des Entsperrschiebers ist auf diese Weise eine Strömi ngsverbindung zwischen den beiden Druckkammern 5 bzw. 6 und dem mittleren Bereich der Zylinderbohrung 3c und — da in diesem Bereich zwischen dem Entsperrschieber 18 und der Wandung der Zylinderbohrung 3c ein Spiel 27 gegeben is' — auch der Auslaßöffnung 8 geschaffen. Es liegt aber auf der Hand, daß die Mündungen 25a bzw. 256 sofort von einem der abdichtenden Enden 18a oder 186 versperrt werr¹ n, wenn der Entsperrschieber 18 aus seiner Grundstellung verschoben wird Der Entsperrschieber 18 sperrt dann jeweils die Verbindungsleiiung zu der Druckkammer 5 bzw. 6 ab, in der jeweils der höhere Druck vorliegt.

Die Verbindungsleitungen 23a und 236 steilen n>it dem Leckölanschluß 9 nur über die Ablaßöffnung 8 in Verbindung, da die aus herstellungstechnischen Gründen im Leckölanschluß 9 ausgeführten Stichbohrungen durch Stopfen 26 abgeschlossen sind.

Das Arbeitsprinzip der Steuerventileinrichtung ist wie folgt (vgl. F i g. 3):

In der Steuerventileinriehtung ist mit 30 eine ständig druckmittelführende Ringleitung bezeichnet, in deren Verlauf eine Vielzahl von Mehrwegeventilen 31,31', 31" in Serie eingeordnet sind. Jedes Mehrwegeventil läßt zwei Schaltstellungen zu. wobei in der ersten Schaltstellung eine zum AnschluP 4a des Zwillings-Rückschlagventils 1 geführte Druckmittelleitung 32 und in der zweiten Schaltstellung eine :.um Anschluß 7a führende Druckmit eleitung 33 beaufschlagt wird. In der arbeitsunwirksamen Neutralstellung bleibt der Durchgang durch die Ringleiiung 30 zum nächsten Mehr vegeventil 31' offen. Die Druckmittelleitungen 32, 33 werden dann hingegen abgesperrt. Vom Anschluß 46 führt eine Druckmittelleitung 35 zu einer Seite des doppelwirkenden Servomotors 36. während vom Anschluß 76 eine Druckmitlelleitung 37 zur anderen Seite des Servomo= tors 36 führt. Im Servomotor 36 ist ein Kolben 38 vorgesehen, der durch das vom MehrWegeveritil 31 aus der Ringleitung 30 abgezweigte Druckmittel in verschiedene Stellungen bewegbar und dort festlegbar ist. Dabei befindet sich zu beiden Seiten des Kolbens 38

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ständig Druckmittel.

Soll nun der Kolben 38 aus der gezeichneten Mittellage nach rechts verschoben werden, so wird über das Mehrwegeventil 31 der Druckmittelleitung 32 Druckmittel zugeführt, das über den Anschluß 4a in die Druckkammer 5 einströmt. Dadurch wird das Schließelemenl 16 vom Ventilsitz 12 abgehoben und über die Druckmittelleitung 35 der linken Seite des Motors 36 Druckmittel zugeführt. Der das Schließelement abhebende Druck wirkt gleichzeitig auf das Ende 18a des Entsperrschiebers 18 und verschiebt diesen nach rechts (vgl. Fig. I), so daß dessen Druckstift 196 das Schließelement 17 von dessen Ventilsitz 13 abhebt. In dem Maße, wie in die linke Seite des Motors 36 Druckmittel eingeführt wird, strömt Druckmittel von der anderen Seite über das entsperrte Rückschlagventil 17, 13 ab. Bei der Bewegung des Entsperrschiebers 18 aus seiner Grundstellung hat sein Ende 18a die Mündung 23a der Verbindungsleitung 23a versperrt, so daß aus der Druckkammer 5 kein Druckmittel ungenutzt aber die Ausiaßöffnung 8 abströmen kann. Sobald der Kolben 38 in seine gewünschte Position verfahren ist, wird der Druckmittelleitung 32 kein Druckmittel mehr zugeführt.

Zu einer Verstellung des Kolbens 38 in der entgegengesetzten Richtung wird über die Druckmittelleitung 33 Druckmittel eingespeist. Das Zwillings-Rückschlagventil 1 arbeitet dann in umgekehrter Weise.

Wenn der Kolben 38 in der gewünschten Position steht, sperrt das Mehrwegeventil 31 die Druckmittelleitungen 32 und 33 von der Ringleitung 30 ab. Über die dann geschlossenen Rückschlagventile 16,12 bzw. 17,13 wird das im Servomotor 36 befindliche Druckmittel am Rückströmen gehindert

Bei in die arbeitsunwirksame Neutfalstellung gebrachtem Mehrwegevenlil 31 lassen sich in der Praxis innere Leckverluste nicht verhindern, dii Üblicherweise in der Ringleitung ein verhältnismäßig hoher Druck ' vorliegt. Diese Leckverluste können nun in eine der Druckmittelleitungen 32 und 33 wandern und in der Druckkammer 5 bzw. 6 allmählich einen Druck aufbauen! Wenngleich dieser Druck in deif Regel nicht in der Lage ist, das sperrende Rückschlagventil aufzudrükken, so kann er doch eine Verschiebung des Entsperrschiebers 18 herbeiführen, die dann zu einer Entsperrung des gegenüberliegenden Rückschlagventils führen würde. In weiterer Folge könnte sich dann der Kolben 38 unbemerkt und ungewollt verschieben, da von seiner einen Seite das Druckmittel abströmen würde. Dies wird jedoch durch die Verhindungsleitungen 23a bzw. 23b verhindert, da diese in der Grundstellung des Entsperrschiebers 18 die beiden Druckkammern 5 bzw. 6 mit der Amslaßöffnung 8

2» verbinden, so daß infolge Leckverlusten aufbauender Druck ständig dorthin abgebaut wird. Das austretende Druckmittel wird dann über den Lecköhtnschluß 9 und einen Sammelkanal 34 zu einem drucklosen Sammelbehälter 39 abgeführt. Bei einem gewollten, raschen Druckaufbau in den Druckkammern !> wird dieser Druckaufbau durch die Drosseln 24a, 246 ermöglicht. Umgekehrt verhindern die Drosseln 24a, b das Abströmen des Lecköls nicht, da dieses nur langsam die Druckkammern füllt.

Es ist auch denkbar, daß anstelle des unmittelbar für das Absperren und Freigeben der Verbindungsleitungen verantwortlichen Entsperrschiebers ein zusätzlicher Steuerschieber im Ventilgehäuse angeordnet ist, der auf die Bewegung des Entsperrschiebers anspricht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuerventileinrichtung zum Steuern der Druckmittelwege zu und von einem doppeltwirkenden Servomotor, mit einem entsperrbaren Zwillings-Rückschlagventil zur hydraulischen Verriegelung des Servomotors in einer arbeitsunwirksamen Neutralstellung der Steuerventileinrichtung, über das die Verbindung von einer Druckmittelquelle zum Servomotor unter Zwischenschalten eines zwischen der Druckmittelquelle und dem Zwillings-Rückschlagventil angeordneten Mehrwegeventils herstellbar ist, wobei das Zwillings-Rückschlagventil in seinem Gehäuse zwei Druckkammern aufweist, von denen jede ein Rückschlagventil aufnimmt, dessen Schließelement vom zum Servomotor strömenden Druckmittel gegen die Kraft einer Feder von seinem Ventilsitz abhebbar ist, ferner mit einem beiden Schließelementen gemeinsamen, doppelseitig beaufschlagbaren Entsperrschieber zwischen den Druckkammer , der bei einer Druckdifferenz zwischen beiden Druckkammern aus seiner Mittelstellung irr. Ventilgehäuse, in der die Rückschlagventile geschlossen sind, jeweils das mit Bezug auf den Servomotor abflußseitige Rückschlagventil öffnet, und wobei in der arbeiisunwirksamen Neutralstellung der in Strömungsrichtung zum Servomotor stromauf des Rückschlagventils liegende Teil jeder Druckkammer mit einem drucklosen Sammelbehälter in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrwegeventil (31) in der arbeitsunv.-irksamen Neutralstellung die zum Zwillings-Rückschlagventil (1) verlaufenden Druckmittelleitungen (32, 33) von der Druckmittelquelle (30) und dem drucklosen Sammelhenälter trennt daß in jeder Verbindungsleitung (sia, 23b) von den Druckkammern (5,6) zum drucklosen Sammelbehälter eine Drossel (24a, 24b) vorgesehen ist und das in Abhängigkeit von der Verstellung des Entsperr-Schiebers (18) jeweils diejenige Verbindungsleitung (23a, 23OJ verschlossen wird, die auf der Seite des zum Servomotor (36) strömenden Druckmittels liegt.

2.Steuerventileinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Entsperrschieber(18) das Schließglied für die Verbindungsleitungen (23a, 23b) zwischen den Druckkammern (5, 6) und dem drucklosen Sammelbehälter ist.

3. Steuerventileinrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß jede Drossel (24a. 24b) unmittelbar stromauf des Entsperrschieber«. "8) angeordnet ist.

4. Steuerventileinrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Entsperrschieber (18) betätigbarer Schieber als Schließglied für die Verbindungsleitungen (23a, 23b) vorgesehen ist.