DE2904293A1

DE2904293A1 - Hydraulisches steuerventil

Info

Publication number: DE2904293A1
Application number: DE19792904293
Authority: DE
Inventors: Heinz Dueckinghaus; Georg Martin
Original assignee: Claas KGaA mbH
Current assignee: Claas KGaA mbH
Priority date: 1979-02-05
Filing date: 1979-02-05
Publication date: 1980-08-07
Also published as: FR2448059A1; DE2904293C2; GB2042135A; FR2448059B1; GB2042135B

Description

Pat. 3391

St/fri.

31. Jan. 1979

Hydraulisches Steuerventil

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuerventil mit zwei Steuerschiebern und je einem diesen zugeordneten magnetisch betätigbaren Vorsteuerventil, sowie einer Pumpenleitung und mindestens einem Rücklauf, wobei in Neutralstellung stets ein geringer Umlaufdruck im Ventil vorhanden ist, zum Betätigen von Verbrauchern, wie beispielsweise hydraulische Kolbenzylindereinheiten von landwirtschaftlichen Erntemaschinen.

Es sind.magnetisch betätigte Steuerventile bekannt, bei denen die Magnete unmittelbar auf einen Steuerschieber arbeiten. Hierbei muß der Magnet große Kräfte ausüben und einen großen Weg machen. Dadurch werden die Magnete kostenaufwendig und benötigen einen großen Raumbedarf. Desweiteren sind vorgesteuerte Magnetventile bekannt, bei welchen ein dauernder Druck ansteht, der den Steuerungsvorgang einleitet. Bei derartigen Ventilen muß der Druckmittelerzeuger gegen eine Druckbegrenzung arbeiten und setzt hierbei die Arbeit in Wärme um oder es muß· ein Druckmittelspeicher vorgesehen werden, der die Ölmenge, die zum Schalten notwendig ist, bevorratet.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein hydraulisches Steuerventil der eingangs näher bezeichneten Art so auszubilden, daß der I^Qc^flußwiderstand in Neutralstellung möglichst klein ist. Weiterhin soll das Ventil kostengünstig gefertigt werden und einen geringen Raumbedarf aufweisen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zumindest ein Steuerschieber allein durch den Umlaufdruck gegen die Kraft einer Feder in einer freien ölflußgewährenden Neutralstellung bei nicht betätigtem entsprechendem Vorsteuerventil

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gehalten wird, wobei die Betätigung des Vorsteuerventiles der Steuerschieber durch den Pumpendruck in einen hydraulischen Gleichgewichtszustand gebracht wird und lediglich durch die Kraft der Feder in eine den freien Ölfluß sperrbare und den Pumpendruck zum Verbraucher leitbare Stellung gebracht wird. Auf vorteilhafte Weise weist dabei der Steuerschieber eine in jeder Stellung mit der Pumpenleitung verbundene Sacklochbohrung sowie eine mit der Sacklochbohrung verbundene Querbohrung auf, wobei letztere nach Bestätigung des Vorsteuerventiles und erfolgter Verlagerung des SteuerschMjers durch die Feder mit einem im Gehäuse des Steuerschiebers vorhandenen Ringkanal mit dem Verbraucher verbunden ist. Dabei ist es wesentlich, daß alle Vorsteuerventile Ventilstößel aufweisen, die mit Rückschlagventilen in Verbindung stehen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Vorsteuerventile vom Öldruck schließbar und über Elektromagnete zu öffnen. Bei hydraulischen Steuerventilen, die nur für einfachwirkende Verbraucher eingesetzt werden sollen, ist es erfindungswesentlich, daß dem Steuerkolben für die Druckbeaufschlagung ein weiterer Kolben zugeordnet ist, der nach Betätigung des Vorsteuerventiles den Rückfluß des Öls vom Verbraucher gewährleistet. Dabei weist der Kolben einen Stößel auf, zwecks Betätigung eines Senkventiles. Bei hydraulischen Steuerventilen, die für doppeltwirlaide Verbraucher eingesetzt werden sollen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dem Steuerschieber einen weiteren Steuerschieber zuzuordnen, wobei beide Steuerschieber wechselweise betätigbar sind. Auf konstruktive Weise weist das Gehäuse des Steuerventiles neben den Ringkanälen Ringleitungen auf, die nach Verlagerung eines Steuerschiebers über entsprechende Bohrungen den freien Ölabfluß der nicht beaufschlagten Seite des Verbrauchers gewährleisten.

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Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und zweier dieses schematisch darstellender Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigt:

£"ig. 1 ein hydraulisches Steuerventil für einen einfachwirkenden Verbraucher in geschnittener und versetzter Darstellung

und

Fig. 2 ein hydraulisches Steuerventil für einen doppeltwirkenden Verbraucher, ebenfalls in versetzter und geschnittener Darstellung.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Ventilgehäuse bezeichnet, in dem sich ein Steuerschieber 2 befindet, der von einer Druckfeder 3 immer in Richtung der Schließkante 22 geschoben wird. Gegen die Feder 3 arbeitet der Umlaufdruck und schiebt den Schieber bis zum Vorsteuerventil 24. Rückschlagventil 4 sowie das Rückschlagventil 5, welche ebenfalls als Sitzventile vorgesehen sind, verhindern, daß das Öl im Verbraucher 6, dessen Kolben dauernd durch die Kraft 2 belastet wird, zum Tank oder Weiterlauf gelangen kann. Das Rückschlagventil 7 im Vorsteuerblock 8 schließt den Kanal 25 druckdicht zu. Das Rückschlagventil 13 wird durch den Umlaufdruck auf seinen Sitz gedrückt und verhindert gleichzeitig, daß durch Betätigung nachgeschalteter Ventile und damit gleichzeitigem Ansteigen des Druckes im Weiterlauf 21 eine Beeinflussung des Schiebers 2 erfolgt. Die Hubmagnete 9 und 10 betätigen, wenn sie erregt werden, die Stößel 11 und 12, die wiederum die Ventile 15 oder 17 schließen. Während des Schließens dieser Ventile werden über die Ventilstößel 14 oder 16 die Ventile oder 7 geöffnete In der gezeichneten Neutral stellung ist das

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Ventil 13 durch den Umlaufdruck geschlossen, der über den Ventilstößel 14 das Ventil 15 aufdrückt, so daß von dem Raum aus, in dem die Feder 3 lagert, eine direkte Verbindung mit dem Tank 20 hergestellt ist. Die Druckdifferenz von einigen Barumlaufdruck gegenüber drucklos zum Tank ist nämlich ausreichend, um die entsprechend dimensionierte Druckfeder 3 weiter vorzuspannen, bis der Schieber 2 entgegen der Federkraft zur Anlage gelangt und das von der Pumpe 19 geförderte Öl ohne Druckanstieg zum Weiterlauf 21 fließen kann. Das Rückschlagventil 7 wird über den Kanal 25 durch den Druck, der sich im Zylinder 6 befindet, geschlossen und drückt über den Ventilstößel 16 das Rückschlagventil 17 auf, so daß im Kanal 16" kein Druck vorhanden ist, weil dieser Raum 16^!l durch den Kanal 28 unmittelbar mit dem Tank 20 verbunden ist. Vom Weiterlauf 21 können beliebig viele Ventile betätigt werden, die durch Rohrleitungen mit dem dargestellten Ventil bzw. durch Aneinanderschrauben als Block mit diesem verbunden sind. Die Funktion des erfindungsgemäßen Ventiles, welches in der Figur 1 dargestellt ist, wird nachstehend beschrieben.

Wird der Magnet 9 in bekannter Weise durch einen nicht dargestellten Schalter erregt, so drückt der Stößel 11 das Rückschlagventil 15 auf seinen Sitz, wobei gleichzeitig das Rückschlagventil 13 vom Ventilstößel 14 aufgestoßen wird. Hierdurch kann der Umlaufdruck vom P/umpenanschluß 30 über Kanal 29 auf den Schieber 2 wirken. Er befindet sich dadurch druckmäßig im Gleichgewichtszustand. Als freie Kraft bleibt die Federkraft der Feder 3 übrig, die den Schieber 2 auf den Sitz 22 drückt, wodurch die Verbindung der Pumpe 19 zum Weiterlauf 21 unterbrochen wird. Gleichzeitig befindet sich durch die Schieberbewegung der Ringkanal 31°im Schieber 2 unter dem Ringkanal 32 im Gehäuse 1. Das vom Druckmittelerzeuger 19 geförderte Öl fließt jetzt durch den Kanal 36 im Schieber in die beiden Ringkanäle 31 und 32 durch den Kanal 33 und öffnet das^lückschlagventil 4 und fließt von dort durch die Leitung 34 zum Verbraucher 6. Durch die unterschied-

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lichen Flächenverhältnisse (Schieberfläche groß und Dichtfläche klein) wird der Schieber fest auf den Sitz gedruckt. Wenn die Erregung des Nagneten 9 unterbrochen wird, schließt das Ventil 13 und der Ventilstößel 14 öffnet das Ventil 15, so daß der Schieber 2 unter Überwindung der Federkraft d.er Feder 3 gegen das Vorsteuerventil 24 gedrückt wird. Der freie Durchlauf vom Druckmittelerzeuger 19 zum Weiterlauf 21 ist somit wieder hergestellt, wird zum Zwecke des Absenkens des Zylinders der Magnet 10 erregt, so drückt der Stößel 12 das Rückschlagventil 17 auf seinen Sitz und öffent gleichzeitig über den Ventilstößel 16 das Rückschlagventil 7, so daß der Kolben 18 über die Kanäle 25 und 35 mit Drucköl aus dem Zylinder 6 beaufschlagt wird, dadurch stößt der Stößel 23 das Rückschlagventil 5 auf, und das im Verbraucher befindliche öl kann über die Leitung 34 sowie über die Kanäle 35 und 36 und die Leitung 27 zum Tank 20 zurückfließen. Wird der trregungszustand des kagneten 10 aufgehoben, so schließt das Ventil 7 durch den sich dann in 25 aufbauenden Druck und öffnet über den Ventilstößel 16 das Ventil 17, so daß der Raum 16^ff oberhalb des Kolbens 18 über die Kanäle 28 und 36 sowie die Leitung 27 eine direkte Verbindung mit dem Tank 20 aufweist, das Ventil 5 wird dann durch den Öldruck auf seinen Sitz gedrückt und der Rücklauf aus dem Verbraucher unterbrochen.

In Figur 2, in der ein hydraulisches Steuerventil in einer anderen Ausführungsform dargestellt ist, fließt das vom Druckmittelerzeuger 20' geförderte Öl über den Kanal 33' in den Raum 35' und von dort weiter durch den Verbindungskanal 34' in den flaum 36' und dann zum Weiterlauf 21', an den weitere Ventile angeschlossen werden können. Die beiden Schieber werden hierbei vom Umlaufdruck gegen die Federkräfte der Federn 4^f und 5' in Richtung der Vorsteuerventile 8' und 9' geschoben, weil gleichzeitig die Rückschlagventile 11^f und 13', die über die Steuerkanäle 37' und 38' unmittelbar mit dem Raum 35' verbunden sind und vom Umlaufdruck geschlossen werden, wobei die Rückschlagventile 10' und 12' durch die Ventilstößel 14' und 15' aufgestoßen werden und damit hinter den Schiebern eine Verbindung durch die Steuerkanäle 39' bzw. 40'

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und 41' Dzv/. 42' mit dem Kanal 59', eine unmittelbare Verbindung mit dem Tank hergestellt ist.

Der Kanal 46' verbindet den Kingraum 48« mix dem Zylinderansehluß 43' und der Kanal 45' den Ringrauia 47' mit dem Zylinderanschlu-3 44'. ",vird der ,.agnet 17' erregt, so drückt der Stößel 19' das Rückschlagventil 12' auf seinen Sitz, wobei der Ventilstößel 15' das Rückschlagventil 13' aufdrückt. Damit ist hinter dem Schieber 3^! die Verbindung mit dem Tank unterbrochen und die unmittelbare Verbindung mit dem Druckmittelerzeuger 20' hergestellt, so daß kräftemäßig vom hydraulischen Druck ausgehend, am Schieber Gleichgewichtszustand herrscht. Als freie Kraft bleibt die Federkraft übrig, die die Schieber mit seinem Kegel in Richtung des Sitzes 7¹ bewegt, wobei durch Drosselwirkung der Druck ansteigt und hervorgerufen durch die unterschiedlichen Flächenverhältnisse der Schieber 3' mit seinem Kegel fest auf dem Sitz 7' gepresst wird und druckdicht abdichtet. Hierbei hat sich der Ringkanal 51' des Schiebers 3' unter den Kanal 44' geschoben, aui3erdem ist durch die Ausdrehung 56' des Schiebers eine Verbindung vom Ringkanal 4&' zum Rin^kanal 50' hergestellt worden, und damit hat die Zylinderseite 23' über die Kanäle 46' und 49' Verbindung mit dem Tank erhalten. Das vom Druckmittelerzeuger geförderte ul fließt zwangsläufig durch den Kanal 54' über den ruingkanal 51' zum Zylinderanschluß 44' in den Zylinderraum 24'. Soll der Kolben bzw. die Kolbenstange sich in die andere Richtung bewegen, wird der magnet 16' erregt. Der Steuervorgang wird entsprechend wie beschrieben analoger v/eise durchgeführt.

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Claims

Pat. 3391 St/fri. 31. Jan. 1979 C L A A 3 GKG, Postfach 11 40, 4334 Harsewinkel 1 Patentansprüche

1.)] Hydraulisches Steuerventil mit zwei Steuerschiebern ~ und je einem diesen zugeordneten magnetisch betätigbaren Vor steuerventil sowie einer Pumpenleitung und mindestens einem Rücklauf, wobei in Neutralstellung stets ein geringer Umlaufdruck im Ventil vorhanden ist, sum Steuern von Verbrauchern, wie bspw. hydraulischen Kolbenzylindereinheiten von landwirtschaftlichen Erntemas chinen,
gekennzeichnet durch folgende merkmale:

a.) zumindest ein Steuerschieber (2; 3') wird

allein durch den Umlaufdruck gegen die Kraft einer Feder (3; 5') in einer freien ölflußgewährenden Neutralstellung bei nfcht betätigtem entsprechendem Vorsteuerventil (24; 9^!) gehalten

b.) bei Betätigung des Vorsteuerventiles (24 bzw. 9¹) wird der Steuerschieber (2 bzw. 3^!) durch den Pumpendruck in einem hydraulischen Gleichgewichtszustand gebracht und ist lediglich durch die Kraft der Feder (3 bzw» 5^f) in eine den freien ölfluß sperrbare und den Pumpendruck zum Verbraucher (ό bzw. 22") leitbare Stellung gebracht,,

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2.) Hydraulisches Steuerventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:

Der Steuerschieber (2; 3') weist eine in jeder Stellung mit der Pumpenleitung verbundene Sacklöchbohrung (36 bzw. 54') sowie eine mit der Sacklochbohrung verbundene Querbohrung (31 bzw. 51') auf, wobei letztere nach Betätigung des Vorsteuerventil es (24 bzw. 9¹) und erfolgter Verlagerung des Steuerschiebers (2 bzw. 3') durch die Feder (3 bzw. 5') mit einem im Gehäuse des Steuerventiles (1 bzw. 1¹) vorhandenen Ringkanal (32 bzw. 51') mit dem Verbraucher (6 bzw. 22') verbunden ist.

3.) Hydraulisches Steuerventil nach den Ansprüchen 1 und 2,
gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:

Alle Vorsteuerventile (9; 10 bzw. 17'; 16') weisen Ventilstößel (14; 16 bzw. 14'; 15') auf, die beidendig mit Rückschlagventilen (7, 17; 13,15 bzw. 10', 11'; 12,13') in Verbindung stehen.

4.) Hydraulisches Steuerventil nach den Ansprüchen 1 bis 3,
gekennzeichnet durch iügendes Merkmal!

Die Vorsteuerventile (8; 24 bzw. δ'; 9') sind vom Öldruck schließbar und über Elektromagnete (9; bzw. 16«; 17') zu öffnen.

5.) Hydraulisches Steuerventil nach den Ansprüchen 1 bis 4 für einfachwirkende Verbraucher, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal 030032/0432

Dem Steuerkolben (2) für die Druckbeaufschlagung ist ein Kolben (18) zugeordnet, der nach Betätigung des Vorsteuerventiles (8) den Rückfluß des Öls vom Verbraucher (6) gewährleistet.

6.) Hydraulisches Steuerventil nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:

Der Kolben (18) weist zwecks Betätigung eines Senkventiles (5) einen Stößel (23) auf.

7.) Hydraulisches Steuerventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, für doppeltwirkende Verbraucher, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal; Dem Steuerschieber (3^r) ist ein weiterer Steuerschieber (2*) zugeordnet, die wechselweise betätigbar sind.

8.) Hydraulisches Steuerventil nach den Ansprüchen 1 bis 4 und 7,
gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:

Das Gehäuse des Steuerventiles (1^f) weist neben den Ringkanälen (5O¹; 52») Ringleitungen (47'; 48») auf, die nach Verlagerung eines Steuerschiebers, beispielsweise (3')> über entsprechende Bohrungen den freien Ölabfluß der nicht beaufschlagten Seite des Verbrauchers (22^!) gewährleisten.

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