DE7837406U1 - - Google Patents

Description

/ ₁ ⁱⁱ,^iit: ,^m.^mi: *^Μί.^Μ, ZfQ / ₁ ⁱⁱ , ^{iit:, m} . ^mi : * ^Μ ί. ^Μ , ZfQ

Deutsche Gebrauchsmusteranmeldung G 78 37 406.8 f: Nordhydraulic AB German utility model application G 78 37 406.8 f: Nordhydraulic AB

Hydrauliches MehrwegeventilHydraulic multi-way valve

-7.-7.

Die Neuerung betrifft ein Mehrwegeventil der im Oberbegriff des Schutzanspruchs angegebenen Gattung.The innovation concerns a multi-way valve in the generic term of the protection claim specified genus.

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.Valves of this type are used in hydraulic systems with at least one hydraulic motor, one in relation to .ihre Flow rate adjustable hydraulic fluid pump and a Control device assigned to the pump for controlling the flow rate, which device in one reduces the flow rate Sensing through the pressure of the flow rate of the pump and in the sense increasing the flow rate both through the respective Working pressure of the motor a.ls also by a preload corresponding to a predetermined minimum pressure of the flow rate is burdened. A hydraulic pressure signal line is used to transmit the respective working pressure of the engine to the control unit provided, which contains a throttling discharge organ. The pressure signal line is shut off by the multi-way valve Pressure fluid connection between the pump and motor is shut off but when opening the pressure fluid connection between pump and Motor opened to the control unit with the respective working pressure of the motor.

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 FörderstrommengeWhen such a device is idling, i.e. when the pressure fluid connection between the pump is shut off by the multi-way valve and motor, the pump has a very low flow rate and the pressure of the flow rate is equal to the specified minimum ~ pressure. The signal line is kept pressureless by the discharge organ, and the specified minimum pressure and the preload keep the control unit in one of the low flow rates corresponding state of equilibrium. If the multi-way valve is opened to supply pressurized fluid to the engine, the pressure increases in the engine to a level that corresponds to the respective load on the engine. At the same time the signal line is opened to to transmit the pressure in the engine to the control unit, whereby the ! Control unit adjusted to increase the flow rate will. The increased flow rate causes an increase in the pressure of the flow rate, and this becomes Control unit in the sense of reducing the flow rate

stärker belastet. Ein neuer, der Summe des Arbeitsdruckes des Motors und des vorgegebenen Mindestdruckes entsprechender Gleichgewichtszustand des Steuergeräts stellt sich ein.heavier burdened. A new one, the sum of the working pressure of the The engine and the specified minimum pressure are in a state of equilibrium in the control unit.

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.In order to relieve the pressure in the pressure signal line prevent, a check valve must be provided in the pressure fluid connection between the motor and control unit to reduce the flow only in the direction from the engine to the control unit.

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.In the case of the known multi-way valves of the type specified at the beginning, it was customary to place the check valve in the housing of the Provide multi-way valve. The housing therefore required special training, that is, it could not have a valve housing used, for example, for multi-way valves in hydraulic systems with non-adjustable hydraulic pumps is.

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.With the newungsgejnässen training of the multi-way valve is This disadvantage is avoided by the fact that the pressure fluid connection between the Mctor connection and the signal line connection is through extends the slide and has a non-return valve provided in the slide, the flow only in the direction of the motor connection to pressure signal line connection.

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.To modify a multi-way valve normally used in hydraulic systems with a non-adjustable hydraulic pump is, for use in a system of the type described above, it is fundamentally sufficient according to the innovation, to modify the valve slide.

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.The device shown in the drawing consists essentially of a hydraulic fluid pump 11 with control unit for; Pressure compensated control the flow rate, "two hydraulic motors 12A, 12B in the form of double-acting Hydraulic cylinders, two proportional multipath / valves 13A connected between the pump on the one hand and one of the motors on the other hand, 13B of the slide type, an idle valve 14, which runs parallel to the multi-way valves is connected to the pump and which serves to lead the pump delivery flow directly to the pressure fluid tank when the device is idling, a Pressure relief valve 15 and finally a flow control valve 16. The various Main parts are described in more detail below.

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.In this case, the hydraulic fluid pump 11 is an axial piston pump with a continuously variable speed adjustable stroke volume. Associated with the pump is a control unit with one single-acting hydraulic adjusting cylinder 20 and one with the pressure fluid chamber of the adjusting cylinder connected proportional control valve 21 of the slide type.

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,The adjusting cylinder 20 is loaded by a spring against a position in which the pump is set to maximum stroke volume, i.e. to maximum flow <volume is set. The control valve 21 connects in one position (FMheststellung) the pressure fluid chamber of the adjusting cylinder with the pressure fluid tank and in its other position connects the delivery side of the pump to the pressure fluid chamber. One end of the control valve slide is steady loaded against the former position, both by an adjustable spring and by the pressure in a signal line 22, which the control valve with connects two multi-way valves 13A, 13B. The other end of the control valve spool is constantly controlled by the pressure of the flow via a control line 21A loaded by the pump. The first two loads mentioned thus tend constantly moving the piston of the adjusting cylinder via the control valve 20 in the sense of an increase in the oil flow rate,

I · II·· I · 1I II I 1

• · I * til• I * til

it· ι · « t i 1it · ι · «t i 1

während die letztgenannte Belastung ständig die Tendenz hat, über das Steuerventil ein Verschieben des Kolbens im Sinne einer Verminderung des Förderstromvolumens zu bewirken.while the latter load has a constant tendency to be via the control valve to cause a displacement of the piston in the sense of a reduction in the flow volume.

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.The spring loading of the control valve slide is dimensioned so that it is at pressureless signal line 22 is compensated for by a pressure in the delivery line of the pump of around 20 bar. As a result, the control valve 21 and the adjusting cylinder 20 maintains a pressure in the delivery line which is always 20 bar higher than the pressure in the signal line. Is working the device in idle, i.e. the motors 12A, 12B are unloaded, the pompe delivers a flow, the pressure of which is 20 bar.

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.The multi-way valves 13A, 13B, which are the same as each other and in parallel with the The delivery line of the pump are connected, have three switching positions, namely a neutral or middle position and two working positions. In the middle position block the connections with the engine cylinders 12A, 12B as well with the signal line 22. In the working positions, tie the delivery line the pump with each side of the engine cylinder, taking them at the same time connect this side to the signal line 22 and the other side to a return line leading to the pressure fluid tank. As can be seen in the drawing is, each multi-way valve has a pair of check valves 24, which are arranged in those channels of the valve spool that are in the Arbeitsstellunyen connect the assigned motor cylinder to the signal line 22. These check valves prevent the pressure in the signal line from being released through the multi-way valves.

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- The drawing can also be seen that the idle valve 14 has a through the two multi-way valves 13A, T3B leading line to the delivery line 'the pump is connected. The idle valve 14 is a two switch positions having slide valve, which is constantly loaded by an adjustable spring against a position in which there is a throttled flow line to Holds pressure fluid tank open to flow through the flow generated by the pump allow. The pressure on the upstream side of the throttled Flow line loads the valve 14 against a position in which this flow line is shut off. The inevitable power losses cause the pressure fluid to heat up, and since the idle pressure

• ·• ·

* t* t

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.Fluid current flows through the tank rather than within the device Pump to be circulated becomes the total volume of pressurized fluid in the device warmed up. The warming is quite low in the desired way? However, it is sufficient to set the multi-way valves on one for their actuation keep appropriate temperature. At the same time the risk of excessive Avoid increasing the temperature of the hydraulic fluid pump.

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.The pressure relief valve 15 is a safety valve and is used to a rise in pressure in the signal line that goes above a predetermined level 22 to prevent. Ep thus limits the pressure exerted by the pump in the system can generate.

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.The flow control valve 16 can be of any suitable type known per se and is for the passage of a predetermined pressure medium flow volume measured. In the device shown as an exemplary embodiment, the flow control valve 16 is connected downstream of the pressure limiting valve 15.

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.If one of the multi-way valves 13A, 13B from its central position in a the working position is adjusted, the delivery pressure of the pump increases from the idle height of around 20 bar - by that of the associated motor cylinder 12A or 12B requested amount. The drain valve 14 closes, and that The flow rate through the multi-way valve is set to a value that results in a pressure drop of around 20 bar in the multi-way valve. The pressure drop in the multi-way valve, i.e. the pressure drop between the pump and the motor cylinder has inroer this value. In other words, a certain position of the multi-way valve slide always results in the same delivery volume to the hydraulic motor cylinder, i.e. the same speed of the cylinder piston, regardless of the respective level of pressure in the cylinder.

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 MshrwegeventilOf course, both multi-way valves can be operated at the same time. If one of the mator cylinders 12A, 12B has a lower working pressure than the other, the pump is set to the higher working pressure. The pressure drop in the multi-way valve of the cylinder with the lower working pressure is greater than the idle pressure in this case, and for this Mshrwegeventil

• t r ι it• t r ι it

C C IC C I

t L t t I t C t (C t L tt I t C t (C

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.there is therefore no relationship between the position of the valve slide and the speed of the associated hydraulic cylinder piston. Practically, however, this does not mean any big disadvantage.

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.In the embodiment shown as an embodiment, the pump has an adjustable stroke volume. However, it is possible to use a pump with a non-adjustable stroke volume and a bypass valve which in an equivalent manner to how the pump 11 is controlled. In this case it will however, the device will operate with greater power losses.

Claims (1)

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. A multiway valve for controlling the pressure fluid supply to and the Driickfluidabfuhr by a hydraulic motor which is driven by the flow of an adjustable with respect to its conveying amount of current by means of an action in dependence on the respective working pressure of the engine control unit hydraulic fluid pump _r a between a neutral position and a working position displaceable slider and with Connections for connecting the valve to the pump delivery line, the motor and a hydraulic pressure signal line leading to the control unit, the slide in its neutral position shutting off a pressure fluid connection between the pump delivery line connection and the motor connection and a pressure fluid connection between the motor connection and the pressure signal line connection and keeping these pressure fluid connections open in its working position / thereby characterized in that the pressure fluid connection between the motor connection and the pressure signal line connection extends through the slide and a in the slide provided check valve (24), which allows flow only in the direction from the motor connection to the pressure signal line connection.