DE7837406U1

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Publication number: DE7837406U1
Application number: DE7837406U
Authority: DE
Original assignee: NORDHYDRAULIC KRAMFORS (SCHWEDEN) AB
Current assignee: NORDHYDRAULIC KRAMFORS (SCHWEDEN) AB
Publication date: 1979-06-07

Description

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Deutsche Gebrauchsmusteranmeldung G 78 37 406.8 f: Nordhydraulic AB

Hydrauliches Mehrwegeventil

-7.

Die Neuerung betrifft ein Mehrwegeventil der im Oberbegriff des Schutzanspruchs angegebenen Gattung.

Ventile dieser Gattung finden Verwendung in Hydraulikanlagen mit mindestens einem Hydraulikmotor, einer in bezug auf .ihre Förderstrommsnge einstellbaren Hydraulikfluidpumpe und einem der Pumpe zugeordneten Steuergerät zur Steuerung der Förderstrommenge, welches Gerät in einem die Förderstrommenge vermindernden Sinne durch den Druck des Förderstromes der Pumpe und in dem die Förderstrommenge vergrössernden Sinne sowohl durch den jeweiligen Arbeitsdruck des Motors a.ls auch durch eine, einem vorgegebenen Mindestdruck des Förderstromes entsprechende Vorspannung ständig belastet ist. Zur Übertragung des jeweiligen Arbeitsdruckes des Motors zum Steuergerät ist eine hydraulische Drucksignalleitung vorgesehen, die ein drosselndes Abflussorgan enthält. Die Drucksignalleitung ist bei durch das Mehrwegeventil abgesperrter Druckfluidverbindung zwischen Pumpe und Motor abgesperrt, wird aber beim öffnen der Druckfluidverbindung zwischen Pumpe und Motor geöffnet, um das Steuergerät mit dem jeweiligen Arbeitsdruck des Motors zu beaufschlagen.

Bei Leerlauf einer derartigen Vorrichtung, d.h. bei durch das Mehrwegeventil abgesperrter Druckfluidverbindung zwischen Pumpe und Motor, hat die Pumpe eine sehr niedrige Förderstrommenge und der Druck des Förderstromes ist gleich dem vorgegebenen Mindest~ druck. Die Signalleitung wird dabei durch das Abflussorgan drucklos gehalten, und der vorgegebene Mindestdruck und die Vorspannung halten das Steuergerät in einem der geringen Förderstrommenge entsprechenden Gleichgewichtszustand. Wird das Mehrwegeventil geöffnet, um Druckfluid an den Motor zu führen, steigt der Druck im Motor auf eine Höhe, die der jeweiligen Belastung des Motors entspricht. Gleichzeitig wird die Signslleitung geöffnet, um ,den Druck im Motor zu dem Steuergerät zu übertragen, wobei das !Steuergerät im Sinne einer Vergrösserung der Förderstrommenge verstellt wird. Die vergrösserte Förderstrommenge bewirkt eine Steigerung des Druckes des Förderstromes, und dadurch wird das Steuergerät im Sinne einer Verminderung der Förderstrommenge

stärker belastet. Ein neuer, der Summe des Arbeitsdruckes des Motors und des vorgegebenen Mindestdruckes entsprechender Gleichgewichtszustand des Steuergeräts stellt sich ein.

Um eine Entlastung des Druckes in der Drucksignalleituhg zu verhindern, muss in der Druckfluidverbindung zwischen Motor und Steuergerät ein Rückschlagventil vorgesehen sein, das Strömung nur in Richtung von dem Motor zum Steuergerät zulässt.

Bei den bekannten Mehrwegeventilen der eingangs angegebenen Gattung war es gebräuchlich, das Rückschlagventil im Gehäuse des Mehrwegeventils vorzusehen. Das Gehäuse erforderte deshalb eine besondere Ausbildung, das heisst, es konnte nicht ein Ventilgehäuse verwendet werden, wie es z.B. für Mehrwegeventile in Hydraulikanlagen mit nicht einstellbarer Hydraulikpumpe gebräuchlich ist.

Mit der neuerungsgejnässen Ausbildung des Mehrwegeventils ist dieser Nachteil dadurch vermieden, dass die Druckfluidverbindung zwischen Mctoranschluss und Signalleitungsanschluss sich durch den Schieber erstreckt und ein im Schieber vorgesehenes Rückschlagventil aufweist, das Strömung nur in Richtung von Motoranschluss zu Drucksignalleitungsanschluss zulässt.

Zur Abwandlung eines Mehrwegeventils, das normalerweise in Hydraulikanlagen mit nicht einstellbarer Hydraulikpumpe verwendet wird, zur Verwendung in einer Anlage der oben beschriebenen Art, ist es gemäss der Neuerung grundsätzlich-ausreichend, den Ventilschieber abzuwandeln.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Hydraulik'fluidpunpe 11 mit Steuergerät -für; drucJtkanpensierte Steuerung der Förderstronmenge, "rwei Hydfaulikmotoren 12A, 12B in Form von doppelwirkenden Hydraulikzylindern, zwei zwischen der Pumpe einerseits und jeweils einem der Motoren andererseits angeschlossenen proportionaltsn Mehrwege/entilen 13A, 13B der Schieberbauart, einem Leerlaufventil 14, das parallel zu den Mehrwegeventilen mit der Pumpe verbunden ist und das dazu dient, bei Leerlauf der Vorrichtunq den PumpenfÖrderstrom unmittelbar zum Druckfluidtank zu führen, einem Druckbegrenzungsventil 15 und schließlich einem Stromregelventil 16. Die verschiedenen Hauptteile werden nachstehend näher beschrieben.

Die Hydraulikfluidpumpe 11 ist in diesem Fall eine Axialkolbenpumpe mit stufenlos verstellbarem Hubvolumen. Der Pumpe zugeordnet ist ein Steuergerät mit ejjiem einfach wirkenden Hydraulik-Verstellzylinder 20 und einen mit der Druckfluidkammer des Verstellzylinders verbundenen proportionalen Steuerventil 21 dear Schieberbauart.

Der Verstellzylinder 20 wird durch eine Feder gegen eine Stellung belastet, in der die Pumpe auf maximales Hubvolumen, d.h. auf maximales Förderstrcm- <volumen eingestellt ist. Das Steuerventil 21 verbindet in einer Stellung (FMhestellung) die Druckfluidkammer des Verstellzylinders mit dem Druckfluidtank und verbindet in seiner anderen Stellung die Förderseite der Pumpe mit der Druckfluidkammer. Das eine Ende des Steuerventilschiebers wird ständig gegen die erstgenannte Stellung belastet, sowohl durch eine einstellbare Feder als auch durch den Druck in einer Signalleitung 22, die das Steuerventil mit beiden Mehrwegeventilen 13A, 13B verbindet. Das andere Ende des Steuerventil-Schiebers wird über eine Steuerleitung 21A ständig durch den Druck des Förderstromes der Pumpe belastet. Die beiden erstgenannten Belastungen tendieren somit ständig hin, über das Steuerventil ein Verschieben des Kolbens des Verstellzylinders 20 im Sinne einer Vergrößerung des Fördetrcmoluroens zu bewirken,

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während die letztgenannte Belastung ständig die Tendenz hat, über das Steuerventil ein Verschieben des Kolbens im Sinne einer Verminderung des Förderstromvolumens zu bewirken.

Die Federbelastung des Steuerventilschiebers ist so bemessen, daß sie bei druckloser Signalleitung 22 durch einen Druck in der Förderleitung der Pumpe von rund 20 bar ausgeglichen wird. Hierdurch wird durch das Steuerventil 21 und den Verstellzylinder 20 ein Druck in der Förderleitung aufrechterhalten, der stets um 20 bar höher ist als der Druck in der Signalleitung. Arbeitet die Vorrichtung im Leerlauf, d.h. sind die Motoren 12A, 12B unbelastet, liefert die Pompe einen Förderstrom, dessen Druck 20 bar ist.

Die Mehrwegeventile 13A, 13B, die einander gleich sind und parallel mit der Förderleitung der Pumpe verbunden sind, haben drei Schaltstellungen, und zwar eine Neutral- oder Mittelstellung und zwei Arbeitsstellungen. In der Mittelstellung sperren sie die Verbindungen mit den Motorzylindern 12A, 12B sowie mit der Signalleitung 22. In den Arbeitsstellungen Aerbinden sie die Förderleitung der Pumpe mit jeweils einer Seite der Motorzylinder, wobei sie gleichzeitig diese Seite mit der Signalleitung 22 und die andere Seite mit einer zum Druckfluidtank führenden Rücklauf leitung verbinden. Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, weist jedes Mehrwegeventil ein Paar Rückschlagventilen 24 auf, welche in den jenigen Kanälen des Ventilschiebers angeordnet sind, die in den Arbeitsstellunyen den zugeordneten Motorzylinder mit der Signalleitung 22 verbinden. Diese Rückschlagventile verhindern eine Entlastung des Druckes in der Signalleitung durda die Mehrwegeventile.

Der Zeichnung kann ferner entnommen werden, daß das Leerlaufventil 14 über eine durch die beiden Mehrwegeventile 13A, T3B führende Leitung an die Förderleitung 'der Pumpe angeschlossen ist. Das Leerlaufventil 14 ist ein zwei Schaltstellungen aufweisendes Schieberventil, das ständig durch eine einstellbare Feder gegen eine Stellung belastet ist, in der es eine gedrosselte Strömungsleitung zum Druckfluidtank offen hält, um den von der Pumpe erzeugten Förderstrom durchströmen zu lassen. Der Druck auf der stromaufwärts liegenden Seite der gedrosselten Stromungsleitung belastet das Ventil 14 gegen eine Stellung, in der diese Strömungsleitung abgesperrt ist. Die unvermeidlichen Leistungsverluste bewirken eine Erwärmung des Druckfluids, und da der Leerlauf-Drack-

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luidstrom der Vorrichtung durch den Tank fließt, anstatt innerhalb der Pumpe umgewälzt zu werden, wird das gesamte Druckfluidvolumen der Vorrichtung erwärmt. Die Erwärmung wird in erwünschter Weise ziemlich gering? reicht jedoch aus, um die Mehrwegeventile auf einer für deren Betätigung zweckmäßigen Temperatur zu halten. Gleichzeitig wird die Gefahr einer übermäßigen Erhöhung der Temperatur der Hydraulikfluidpumpe vermieden.

Das Druckbegrenzungsventil 15 ist ein Sicherheitsventil und dient dazu, eine über e.ine vorbestimmte Höhe gehende Drucksteigerang in der Signalleitunrt 22 zu verhindern. Ep begrenzt somit den Druck, den die Pumpe in der Anlage erzeugen kann.

Das Stromregelventil 16 kann von jeder geeigneten, an sich bekannten Bauart sein und ist für den Durchlaß eines vorbestimmten DruckmittiBlstromvolumens bemessen. In der als Ausführungsbeispiel dargestellten Vorrichtung ist das Stromregelventil 16 dem Druckbegrenzungsventil 15 nachgeschaltet.

Wenn eins der Mehrwegeventile 13A, 13B aus seiner Mittelstellung in eine der Arbeitsstellungen verstellt wird, steigt der Förderdruck der Pumpe von der Leerlaufhöhe von rund 20 bar -um den von dem zugeordneten Motorzylinder 12A bzw. 12B verlangten Betrag. Dabei schließt das Le^rlaufventil 14, und das Förderstromvolumen durch das Mehrwegeventil wird auf einen Wert eingestellt, der im Mehrwegeventil einen Druckabfall von rund 20 bar ergibt. Der Druckabfall in dem Mehrwegeventil, d..h. der Druckabfall zwischen Pumpe, und Motorzylinder, hat inroer diesen Wert. Mit anderen Worten, eine bestimmte Stellung des Mehrwegeventilschiebers ergibt immer das gleiche Förderstiomvolumen an den I^draulikmotorzylinder, d.h. die gleiche Geschwindigkeit des Zylinderkolbens, unabhängig von der jeweiligen Höhe des Druckes im Zylinder.

Selbstverständlich können beide Mehrwegeventile gleichzeitig betätigt werden. Hat rfahci einer der Matorzylinder 12A, 12B einen niedrigearen Arbeitsdruck als der andere, wird die Pumpe auf den höheren Arbeitsdruck eingestellt. Der Druckabfall in dem Mehrwegeventil des Zylinders mit dem niedrigeren Arbeitsdruck wird in diesem Fall größer als der Leerlauf druck, und für dieses Mshrwegeventil

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gilt deshalb keine von dem Arbeitsdruck unabhängige Beziehung zwischen der Stellung des Ventilschieb ers und der Geschwindigkeit des zugeordneten I^draulikzylinderkolbens. Praktisch, bedeutet dies jedoch keinen großen Nachteil.

In der als Ausführungsbeispiel gezeigten Ausführungsf orm hat die Pumpe ein verstellbares Hubvolumen. Es ist jedoch möglich, eine Pumpe mit nicht verstellbarem Hubvolumen und einem Nebenschluß-Ventil zu verwenden, das in äquivalenter Weise wie die Pumpe 11 gesteuert wird. In diesem Fall wird jedoch die Vorrichtung mit größeren Leistungsverlusten arbeiten.

Claims

Mehrwegeventil zur Steuerung der Druckfluidzufuhr zu und der Driickfluidabfuhr von einem Hydraulikmotor, der vom Förderstrom einer in bezug auf ihre Förderstrommenge mittels eines in Abhängigkeit vom jeweiligen Arbeitsdruck des Motors wirkenden Steuergerätes einstellbaren Hydraulikfluidpumpe angetrieben ist_r mit einem zwischen einer Neutralstellung und einer Arbeitsstellung verschiebbaren Schieber und mit Anschlüssen zur Verbindung des Ventils mit der Pumpenförderleitung, dem Motor und einer zum Steuergerät führenden hydraulischen Drucksignalleitung, wobei der Schieber in seiner Neutralstellung eine Druckfluidverbindung zwischen Pumpenförderleitungsanschluß und Motoranschluß und eine Druckfluidverbindung zwischen Motoranschluß und Drucksignalleitungsanschluß absperrt und in seiner Arbeitsstellung diese Druckfluidverbindungen offen hält,/dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfluidverbindung zwischen Motoranschluß und Drucksignalleitungsanschluß sich durch den Schieber erstreckt und ein im Schieber vorgesehenes Rückschlagventil (24) aufweist, das Strömung nur in Richtung von Motoranschluß zu Drucksignalleitungsanschluß zuläßt.