DE3644977A1 - Kolbenschieberventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kolbenschieberventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kolbenschieberventile dieser Art werden zur Steuerung von Hydraulikaggregaten, beispielsweise Schreitzylindern und dergleichen eingesetzt. Solche Kolbenschieberventile bestehen jeweils aus einem Ventilgehäuse, in dem mindestens ein axial­ verschiebbarer Kolbenschieber dichtend geführt ist. An den Enden des Kolbenschiebers sind Kolben angeordnet, die je nach Stellung des Kolbenschiebers Leitungsanschlüsse des Ventils sperren, freigeben oder drosseln. In der Regel ist der Kolbenschieber durch Federkraft in einer Schaltstellung, der sogenannten Neutralstellung gehalten und wird durch Druckbeaufschlagung der Stirnseite (Steuerfläche) eines Kolbens geschaltet. Die Betätigung erfolgt über ein Vorsteuer­ ventil, das mit der Steuerfläche dieses Kolbens leitungsver­ bunden ist.

Bei Nichtbetätigung des Kolbenschieberventils wird die Steuer­ fläche dieses Kolbens üblicherweise mit der Rücklaufleitung verbunden, um diese Steuerfläche drucklos zu stellen, damit der Kolbenschieber wieder in seine Neutralstellung zurück­ kehrt.

Dieses Drucklosstellen der Steuerfläche durch Verbinden mit der Rücklaufleitung kann jedoch in extremen Betriebssitua­ tionen zu einem unbeabsichtigten und unkontrollierten Schalten des Kolbenschieberventils führen, wenn beispielsweise durch einen Stau in der Rücklaufleitung die Steuerfläche mit diesem Staudruck beaufschlagt wird. Hierdurch wird die kontrollierte Steuerung des Kolbenschieberventils empfindlich gestört, was insbesondere aus Gründen der Sicherheit zu vermeiden ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kolbenschieberventil der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß ein möglicher Druckanstieg in der Rücklauf­ leitung keinen Einfluß auf das Kolbenschieberventil in Neutral­ stellung hat.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Kolbenschieber­ ventil mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ange­ gebenen Merkmalen gelöst.

Dadurch, daß beide endseitigen Steuerflächen bei Nichtbe­ tätigung des Kolbenschieberventils mit dem Druck der Rück­ laufleitung beaufschlagt sind, führt auch ein möglicher Staudruck in der Rücklaufleitung nicht zum Schalten des Kolbenschieberventils.

Die Betätigung des Kolbenschieberventils erfolgt in gewohnter Weise, indem die Verbindung zur Rücklaufleitung getrennt und die Steuerfläche des einen Kolbens mit dem Druck des Vorsteuerventils beaufschlagt wird. Durch diese Ausbildung werden die eingangs geschilderten Nachteile wirksam verhin­ dert, wobei die übrigen Funktionen des Kolbenschieberventils nicht beeinträchtigt sind.

Vorteilhaft sind die Steuerflächen der beiden Kolben gleich groß (Anspruch 2), damit die durch den Druck in der Rück­ laufleitung hervorgerufenen Kräfte am Kolbenschieber gleich groß sind und somit keinen Einfluß auf die Stellung des Kolbenschiebers haben.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch ein Kolbenschieber­ ventil mit zwei Kolbenschiebern.

Das dargestellte Kolbenschieberventil weist ein Ventilge­ häuse 1 auf, in dem zwei Längsbohrungen 2 und 2 a angeordnet sind, in denen jeweils ein Kobenschieber 3 bzw. 3 a axial beweglich gelagert ist. In jede Längsbohrung 2, 2 a münden drei Querbohrungen 4, 4 a, 5, 5 a, 6, 6 a, über die das Ventil mit den zu schaltenden Leitungen T, A, P bzw. T, B, P ver­ bunden wird.

Die Längsbohrung 2 ist über die Querbohrung 4 zur Verbin­ dung mit einer Rücklaufleitung T vorgesehen. Die Querbohrung 5 verbindet die Längsbohrung 2 mit einer Arbeitsleitung A, an die ein hydraulisches Aggregat angeschlossen ist. Über die Querbohrung 6 ist die Längsbohrung 2 mit einer Druck führenden Versorgungsleitung P verbunden. Die Längsbohrung 2 bildet mit dem darin sitzenden Kolbenschieber 3 und den in die Längsbohrung 2 mündenden Querbohrungen 4, 5 und 6 ein 3/2-Wegeventil.

Die Längsbohrung 2 a bildet mit dem darin geführten Kolben­ schieber 3 a und den Querbohrungen 4 a, 5 a und 6 a ebenfalls ein 3/2-Wegeventil, das in funktionell gleicher Weise wie das vorbeschriebene parallele Ventil ausgebildet ist. Auch hier sind drei in Achsrichtung des Kolbenschiebers 3 a hinter­ einander angeordnete Querbohrungen zum Anschluß einer Rück­ laufleitung T, zum Anschluß einer Arbeitsleitung B und zum Anschluß einer Versorgungsleitung P vorgesehen. Während die Querbohrung 5 a einen direkten Anschluß für die Arbeitsleitung B bildet, sind die Querbohrungen 4 a und 6 a über die Ringräume innerhalb des Ventilgehäuses 1 mit den Querbohrungen 4 bzw. 6 der oberen Längsbohrung 2 verbunden. Wie auch anhand der Bezugszeichen zu erkennen ist, sind die Kolbenschieber 3, 3 a gleich ausgebildet. Auch die beiden in das Ventilgehäuse 1 integrierten 3/2-Wegeventile sind in ihrer Funktions- und Arbeitsweise gleich, so daß im folgenden nur das in der Figur obenliegende Ventil beschrieben wird.

Der Kolbenschieber 3 weist an seinen beiden voneinander abge­ wandten Enden zwei Kolben 7 und 8 auf, die jeweils dichtend innerhalb der Längsbohrung 2 geführt sind. Die Abdichtung gegenüber der Längsbohrung 2 erfolgt durch Dichtringe 9, die in entsprechenden in der Längsbohrung 2 eingelassenen Nuten 10 liegen. Die beiden Kolben 7 und 8 sind über einen Zapfen 11 kleineren Durchmessers fest miteinander verbunden. Zwischen dem Zapfen 11 und dem rechten Kolben 8 ist ein Ver­ schlußkörper angeordnet, der ein Bestandteil des Kolben 8 bilden kann.

Fest mit dem Zapfen 11 des Kolbenschiebers 3 verbunden ist ein ringförmiger Anschlag 13. Zwischen dem Anschlag 13 und dem Verschlußkörper 12 ist ein in Achsrichtung des Zapfens 11 frei beweglicher Dichtkörper gelagert, der durch eine starre Scheibe 14 und einen elastischen O-Ring 15 gebildet ist. Der O-Ring 15 ist zwischen der Scheibe 14 und dem Ver­ schlußkörper 12 angeordnet. Die Scheibe 14 und der Ring 15 sind zwischen dem Anschlag 13 und dem Verschlußkörper 12 axial frei beweglich. Die Scheibe 14 hat einen etwas kleine­ ren Außenumfang als der O-Ring 15 und ist in Richtung auf den Anschlag 13 hin verjüngt. Diese etwa konische Verjüngung setzt sich über den Außenumfang des Anschlags 13 fort.

Die beiden Kolbenschieber 3 und 3 a können durch Druckbeauf­ schlagung der Vorsteuerkanäle X und Y betätigt werden. Die Kolbenschieber 3 und 3 a sind über Federn 18 kraftbeaufschlagt, so daß jeder Kolbenschieber 3, 3 a bei Nichtbetätigung die Stellung des in der Zeichnung unteren Kolbenschiebers 3 a einnimmt. In dieser Stellung liegt die freie Stirnfläche 28 (Steuerfläche) des Kolbens 7 an einem Stößel 17 an. Durch Druckbeaufschlagung des Kanals X oder Y wird der Kolben­ schieber 3 oder der Kolbenschieber 3 a gegen die Kraft der Federn 18 in die Stellung des in der Zeichnung dargestellten oberen Kolbenschiebers 3 bewegt, in der die endseitige Stirn­ fläche 29 des Kolbens 8 am Ende der Längsbohrung 2 anliegt. In dieser Schaltstellung ist die Versorgungsleitung P mit der Arbeitsleitung A bzw. B verbunden. Bei Nichtbetätigung, also Neutralstellung des Kolbenschieberventils ist die Arbeits­ leitung A bzw. P mit der Rücklaufleitung T verbunden.

Bei der Ansteuerung über das Vorsteuerventil wird die Steuer­ fläche 28 des Kolbens 7 über die Leitung Y bzw. über die Leitung X druckbeaufschlagt. Um zu ermöglichen, daß der Kolbenschieber 3 bzw. 3 a nach dem Schaltvorgang durch Feder­ kraft der Federn 18 selbsttätig in seine Neutralstellung zurückfährt, werden dann die Vorsteuerkanäle X bzw. Y mit der Rücklaufleitung T verbunden, über die das durch den zurückfahrenden Kolbenschieber 3 bzw. 3 a verdrängte Hydraulik­ medium entweichen kann. Um zu verhindern, daß bei Druckanstieg in der Rücklaufleitung T eine unbeabsichtigte Ventilsteuerung erfolgt, ist die freie Stirnseite des zweiten Kolbens 8 ebenfalls als Steuerfläche 29 ausgebildet und über den Vor­ steuerkanal Z mit der Rücklaufleitung T verbunden. Da die Steuerflächen 28 und 29 gleich groß sind, herrscht Kräfte­ gleichgewicht, so daß der Kolbenschieber 3 bzw. 3 a trotz Druckschwankungen in der Leitung T nicht bewegt wird und in seiner Neutralstellung verharrt.

• Bezugszeichenliste:  1 Ventilgehäuse
   2 obere Längsbohrung
   2 a untere Längsbohrung
   3 oberer Kolbenschieber
   3 a unterer Kolbenschieber
   4 Querbohrung für Rücklaufleitung T
   4 a Querbohrung für Rücklaufleitung T
   5 Querbohrung für Arbeitsleitung A
   5 a Querbohrung für Arbeitsleitung B
   6 Querbohrung für Versorgungsleitung P
   6 a Querbohrung für Versorgungsleitung P
   7 Kolben (links)
   8 Kolben (rechts)
   9 Dichtringe
  10 Nuten für 9
  11 Zapfen von 3, 3 a
  12 Verschlußkörper
  13 Anschlag
  14 Scheibe
  15 O-Ring
  17 Stößel
  18 Federn
  28 Steuerfläche Kolben 7
  29 Steuerfläche Kolben 8Vorsteuerkanäle X, Y, Z
  Leitungsanschlüsse A, B, T, P

Claims (2)

1. Kolbenschieberventil, bei dem der Kolbenschieber über zwei endseitig angeordnete Kolben innerhalb einer Längs­ bohrung des Ventilgehäuses dichtend geführt ist, und bei dem die Steuerung des Ventils über eine stirnseitige Steuerfläche eines Kolbens hydraulisch über ein Vor­ steuerventil erfolgt, wobei in der Neutralstellung des Kolbenschieberventils die Steuerfläche mit dem Druck der Rücklaufleitung beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Neutralstellung des Kolbenschieberventils die Steuerfläche (29) des anderen Kolbens (8) ebenfalls mit dem Druck der Rücklaufleitung (T) beaufschlagt ist.

2. Kolbenschieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerflächen (28, 29) der beiden Kolben (7, 8) die gleiche Fläche aufweisen.