DE19527892A1 - Vorgesteuertes Druckminderventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckminderventil nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1. Solche Ventile sind durch die Deutschen Patente 21 31 325 und 25 35 035 bekannt.

Bei dem vorgesteuerten Druckminderventil nach dem Deutschen Pa­ tent 21 31 325 wird als Vorsteuerventil ein direktgesteuertes Druckbegrenzungsventil vorgesehen und bei dem vorgesteuerten Druckminderventil nach dem Deutschen Patent 25 35 035 ist als Vorsteuerventil ein direktgesteuertes Druckminderventil auf ein 3-Wegeventil in Kolbenbauweise aufgebaut. Mit diesen bekannten Druckminderventilen mit einem Verbraucheranschluß läßt sich dem­ gemäß nur jeweils ein Verbraucher mit dem gewünschten Minder­ druck beaufschlagen. Sollen beispielsweise bei einem Arbeitszy­ linder beide Arbeitsräume mit einem bestimmten Druck beauf­ schlagt werden, muß der Ausgang des Druckminderventils über ein Richtungsventil gleicher Nennweite nachgeschaltet werden, um den einen oder anderen Zylinderraum jeweils mit dem vorgegebenen Druck beaufschlagen zu können. Das dem Druckminderventil nachge­ schaltete Richtungsventil in Form eines 4-Wegeventils ist natür­ lich auch dann erforderlich, wenn nur eine Verbraucherseite ei­ nes doppeltwirkenden Arbeitszylinders mit einem bestimmten am Druckminderventil eingestellten Druck beaufschlagt werden soll. In diesem Fall wird das Druckminderventil in der betreffenden Arbeitsleitung zwischen 4-Wegeventil und Zylinderraum angeord­ net.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein vorgesteuertes Druckminderventil zu schaffen, das ohne zusätzliches Richtungs­ ventil für beide Verbraucherseiten eines Arbeitszylinders ein­ setzbar ist. Nach der Erfindung wird dies mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Anspruches 1 erreicht. Dadurch, daß das Haupt­ ventil des Druckminderventils als ein 4-Wegeventil ausgebildet ist und demgemäß zwei Verbraucheranschlüsse aufweist, kann im Gegensatz zum vorbekannten Stand der Technik auf ein Richtungs­ ventil verzichtet werden. Die hierfür zusätzlichen Wechselven­ tile sowie das dem Vorsteuerventil nachgeschaltete als Rich­ tungsventil dienende Wegeventil brauchen nur kleine Nennweiten aufzuweisen, da sie vor allem den Steuerdruck in den Steuerräu­ men des Hauptventils übertragen müssen und die bewegten Steuer­ flüssigkeitsmengen gering sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfol­ genden Figurenbeschreibung.

Die einzige Figur zeigt das Hauptventil H und das Vorsteuerven­ til V im Schnitt. Die Wechselventile W1, W2 sowie das die Steu­ erflüssigkeit steuernde Wegeventil WS und der Arbeitszylinder Z sind schematisch dargestellt. Das Gehäuse 1 des Hauptventils weist eine Axialbohrung 2 auf, in der der Steuerkolben 3 glei­ tend gelagert ist. Der Steuerkolben weist zwei Ausnehmungen 4 und 5 auf, die gemeinsam mit der Axialbohrung 3 Steuerräume 6 und 7 bilden. Im Bereich dieser Steuerräume sind noch umlaufende Gehäusenuten 8 und 9 vorgesehen, die über Anschlußleitungen 10 und 11 mit den Arbeitsräumen 12 und 13 eines Gleichgangzylinders z verbunden sind. Von den umlaufenden Nuten 8 und 9 führen Steu­ erkanäle 14, 15 zu den Einlässen 16, 17 von Wechselventilen W1, W2. Der mittlere Kolbenabschnitt 18 des Steuerkolbens begrenzt eine umlaufende Gehäusenut 19, die mit dem nicht dargestellten Pumpenanschluß in Verbindung steht. Die äußeren Kolbenabschnitte 20, 21 begrenzen umlaufende Gehäusenuten 22, 23, die über einen Brückenkanal 24 miteinander verbunden sind und mit dem Tank in Verbindung stehen. Die beiden Enden des Steuerkolbens 3 stützen sich an Zentrierfedern 25, 26 ab und begrenzen Steuerräume 27, 28. Diese Steuerräume stehen über Steuerkanäle 30, 31 mit den Ausgängen 32, 33 der Wechselventile W1, W2 in Verbindung. Die verbleibenden Eingänge 34, 35 der Wechselventile W1, W2 stehen über Kanäle 36, 37 mit den Anschlüssen A, B eines 4-Wegeventils WS kleiner Nennweite in Verbindung. Der Pumpenanschluß P des We­ geventils WS steht über die Leitung 39 mit dem Auslaß 40 des als Druckbegrenzungsventils ausgebildeten Vorsteuerventils V in Ver­ bindung. Die Steuerflüssigkeit wird dem Vorsteuerventil über einen Steuerkanal 42 mit Drosselstelle 43, von der mit der Pumpe in Verbindung stehenden umlaufenden Gehäusenut 19 zugeführt. Zur Konstanthaltung der Steuerflüssigkeitsmenge wird die Steuerflüs­ sigkeit über eine Druckwaage 45 in den Ventilraum 46 geleitet, der einmal mit dem Auslaß 40 und zum anderen über einen von ei­ nem federbelasteten Sitzkörper 48 verschließbaren Kanal 49 mit dem mit dem Tank in Verbindung stehenden Ventilraum 50 verbunden ist. Die Vorspannung der den Schließkörper 48 in Schließrichtung belastende von der Stellschraube 51 einstellbare Druckfeder 52 bestimmt somit den im Ventilraum 46 sich einstellenden Steuer­ druck, der in der Stellung a des Wegeventils WS über das Wech­ selventil W2 den Steuerraum 27 und in der Schaltstellung c des Wegeventils WS über das Wechselventil W1 den Steuerraum 28 des Hauptventils als Sollwert-Signal zuführbar ist. Wird der Steuer­ druck und damit die Steuerflüssigkeit in der Schaltstellung a des Wegeventils WS über das Wechselventil W2 dem Steuerraum 27 zugeführt, verschiebt sich der Steuerkolben 3 in Richtung des gegenüberliegenden Steuerraumes 28 und verbindet damit den Steu­ erraum 6 des Hauptventils über die Steuerkanten 55, 56 vom Steu­ erkolbenabschnitt 18 und der umlaufenden Gehäusenut 19 mit letz­ terer, die mit der Pumpe in Verbindung steht. Der sich im Steu­ erraum 6 einstellende Arbeitsdruck wird über den Kanal 14 und Wechselventil W1 sowie dem Steuerkanal 31 dem gegenüberliegenden Steuerraum 28 übermittelt und wirkt somit dem im Steuerraum 27 eingestellten Steuerdruck entgegen. Zusätzlich zum Arbeitsdruck wirkt die durch die Verschiebung des Steuerkolbens sich einstel­ lende Differenzkraft der Zentrierfedern 25 und 26 dem Steuer­ druck entgegen. Sobald der im Steuerraum 28 herrschende Arbeits­ druck den im gegenüberliegenden Steuerraum 27 eingestellten Steuerdruck erreicht, verschiebt sich der Steuerkolben 3 in Schließrichtung bis er schließlich die Verbindung zwischen dem umlaufenden Kanal 19 mit dem Steuerraum 6 unterbricht. Sollte sich durch äußere Einflüsse am Arbeitszylinder Z im Zylinderraum 12, der über die Arbeitsleitung 10 mit dem Steuerraum 6 des Hauptventils in Verbindung steht, der Druck erhöhen, indem bei­ spielsweise an der Zylinderstange ZS eine äußere Kraft in Rich­ tung des Pfeiles 57 angreift und die damit die im Zylinderraum 12 befindliche Arbeitsflüssigkeit auf ein höheres Drucknivau bringt, verschiebt sich der Steuerkolben 3 des Hauptventils in Richtung des Steuerraumes 27 und verbindet über die Steuerkanten 59 und 60 vom Steuerkolbenabschnitt 20 und umlaufender mit dem Tank in Verbindung stehender Gehäusenut 22 den Steuerraum 6 und damit den Zylinderraum 12 mit dem Tank, und zwar solange bis sich der Arbeitsdruck wieder auf den eingestellten Wert im Steu­ erraum 27 vermindert hat. Dasselbe gilt natürlich auch in umge­ kehrter Richtung, nämlich wenn das Wegeventil WS in die Schalt­ stellung c verschoben und hierbei der Steuerraum 28 mit Steuer­ druck beaufschlagt wird, während der Steuerraum 27 mit dem Steu­ erraum 7 des Wegeventils und damit mit dem Arbeitsraum 13 des Arbeitszylinders verbunden ist. Der Überdeckungsbereich der mit­ einander zusammenwirkenden Steuerkanten von Steuerkolben 3 und Gehäuseausnehmungen 22, 19 und 23 ist so gewählt, daß zunächst eine Verbindung des einen Steuerraumes mit dem Tank erfolgt, be­ vor die Verbindung des anderen Steuerraumes mit der Druckmittel­ quelle hergestellt ist. Damit ist sichergestellt, daß sich der Steuerkolben bei entsprechender Steuerdruckbeaufschlagung ge­ zielt in die jeweils gegenüberliegende Richtung verschiebt.

In der gezeigten Ausgangsstellung b des Wegeventils WS sind die beiden Steuerräume 27 und 28 des Hauptventils H über die Wech­ selventile W1, W2 sowie den Anschlüssen A und B des Wegeventils WS mit dem Tank T verbunden. In den Schaltstellungen des Wege­ ventils WS ist jeweils der eine Eingang des einen Wechselventils mit dem am Vorsteuerventil eingestellten Vorsteuerdruck ver­ bunden, während der betreffende Eingang des anderen Wechselven­ tils jeweils mit dem Tank in Verbindung steht, so daß der diesem Wechselventil zugeführte Verbraucherdruck sicher in seine Schaltstellung zur Weiterleitung des Verbraucherdruckes in den gegenüberliegenden Steuerraum zu übertragen ist.

Anstelle eines Druckbegrenzungsventils als Vorsteuerventil V ist selbstverständlich auch ein Druckminderventil gemäß der DE-AS 25 35 035 als Vorsteuerventil zu verwenden.

Soll nur ein Zylinderraum beispielsweise der Zylinderraum 12 un­ ter einem bestimmten Minderdruck angesteuert werden, kann auf die Rückführung des Arbeitsdruckes im Zylinderraum 13 in den Steuerraum 27 des Hauptventils verzichtet werden und damit auch auf das Wechselventil W2. In diesem Fall ist der Steuerraum 27 des Hauptventils unmittelbar mit dem Anschluß BS des 4-Wegeven­ tils WS verbunden. In der Schaltstellung c des 4-Wegeventils WS wird somit der Steuerraum 27 unmittelbar mit dem Tank verbunden, so daß der Steuerkolben 3 durch die Steuerdruckbeaufschlagung im Steuerraum 28 in der Schaltstellung c des 4-Wegeventils WS gegen die geringe Kraft der Zentrierfeder 25 voll durchschaltet und die Verbindung des Zylinderraumes 13 mit der Pumpe und des Zy­ linderraumes 12 mit dem Tank herstellt.

Claims (5)

1. Vorgesteuertes Druckminderventil mit einem einen Steu­ erkolben aufweisenden Wegeventil als Hauptventil, wobei die End­ seiten des Steuerkolbens Steuerräume für Steuerflüssigkeit be­ grenzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventil (H) als 4- Wegeventil ausgebildet ist, dessen einander gegenüberliegenden Steuerräume wahlweise mit der vom Vorsteuerventil gelieferten Steuerflüssigkeit beaufschlagbar sind, wobei die vom Vorsteuer­ ventil gelieferte Steuerflüssigkeit über ein 4-Wegeventil (WS) geringer Nennweite geführt ist und zumindest der eine Ausgang (AS) des 4-Wegeventils (WS) für die Steuerflüssigkeit mit dem einen Steuerraum (28) des Hauptventils (H) über ein Wechselven­ til (W1) verbindbar ist, dessen zweiter Eingang (16) mit dem Verbraucher (A) verbunden ist, dessen Druckeinstellung durch die Steuerdruckbeaufschlagung des anderen über den anderen Ausgang (BS) des 4-Wegeventils (WS) ansteuerbaren Steuerraum (27) des Hauptventils (H) erfolgt.

2. Vorgesteuertes Druckminderventil nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß beide Ausgänge (AS, BS) des 4-Wegeven­ tils (WS) für die Steuerflüssigkeit mit den diesen Ausgängen zu­ geordneten Steuerräumen (27, 28) des Hauptventils (H) über je ein Wechselventil (W1, W2) verbindbar sind, deren zweiten Ein­ gänge (16, 17) mit dem Verbraucher (A, B) verbunden sind, deren Druckeinstellung jeweils durch die Steuerdruckbeaufschlagung des anderen über den jeweils anderen Ausgang (BS, AS) des 4-Wegeven­ tils (WS) ansteuerbaren Steuerraumes (27, 28) des Hauptventils erfolgt.

3. Vorgesteuertes Druckminderventil nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerventil (V) als direktgesteuertes Druckminderventil ausgebildet ist.

4. Vorgesteuertes Druckminderventil nach einem der vorhe­ rigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Öff­ nungsquerschnitt des Hauptventils zwischen Verbraucher (A, B, 6, 7) und Tank (T) größer ist als der Öffnungsquerschnitt zwischen Pumpenanschluß (P) und Verbraucher (A, B, 6, 7).

5. Vorgesteuertes Druckminderventil nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Steuer­ flüssigkeit vom Vorsteuerventil (V) zu den Steuerräumen (28, 27) des Hauptventils (H) führende 4-Wegeventil (WS) drei Schaltstel­ lungen (a, b, c) aufweist, wobei in der Mittelstellung (b) die beiden zu den Steuerräumen des Hauptventils führenden Ausgänge (AS, BS) mit dem Tank (T) verbunden sind.