DE3540061A1

DE3540061A1 - Multi-way valve with pressure balance

Info

Publication number: DE3540061A1
Application number: DE19853540061
Authority: DE
Inventors: Krikor Constantinian
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1985-02-28
Filing date: 1985-11-12
Publication date: 1987-05-14

Abstract

A pressure balance is fitted in the housing of a multi-way valve, in which arrangement the end of the control piston acted upon by the load-indicating pressure faces a housing recess which leads into the spool bore of the multi-way valve and in which the load-indicating pressure prevails, while the opposite end of the regulating piston is acted upon by the supply pressure and in the opposite direction by the force of a spring. In addition, the regulating piston has a load-holding position, hydraulic damping and a hydraulic stroke limit.

Description

Das Hauptpatent betrifft ein Mehrwegenventil mit Druck waage mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 an geführten Merkmalen.The main patent concerns a multi-way valve with pressure scales with in the preamble of claim 1 guided characteristics.

Es müssen also keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, um den Lastmeldedruck an den Regelkolben der Druckwaage zu führen, da der mit dem Lastmeldedruck beaufschlagte Regelkolbenabschnitt unmittelbar der Ge häuseaussparung zugekehrt ist, die mit dem Lastmelde druck beaufschlagt ist. Da die Feder gleichsinnig mit dem Lastmeldedruck den Regelkolben beaufschlagt und in dem Ventilraum angeordnet ist, in dem der Druck im Zu laufkanal auf den Regelkolben einwirkt, stützt sich die Feder an einer Verlängerung des Regelkolbens ab, so daß die Kraft der Feder gegensinnig zum Zulaufdruck auf den Regelkolben wirken kann.No special precautions need to be taken to the load signal pressure on the control piston of the Lead pressure compensator, since the one with the load signal pressure acted upon control piston section immediately the Ge house recess is facing the load indicator pressure is applied. Since the spring coincides with the load signal pressure acts on the control piston and in the valve chamber is arranged, in which the pressure in the zu acts on the control piston, supports the Spring on an extension of the control piston, so that the force of the spring in the opposite direction to the inlet pressure on the Control piston can act.

Die der Zusatzanmeldung zugrunde liegende Aufgabe be steht darin, die Druckwaage mit zusätzlichen Funktionen auszustatten.The task on which the additional application is based is the pressure compensator with additional functions equip.

Die genannte Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentbegehrens angegebenen Merkmale gelöst.The stated task is characterized by the im Part of the patent request resolved features.

Erfindungsgemäß gelingt es somit bei einer einfachen Bauweise des Regelkolbens eine Lasthaltefunktion zu er zielen, die darin besteht, daß beim Verstellen des Steu erkolbens aus der Mittelstellung in eine Arbeitsstellung der von einer äußeren Kraft beaufschlagte Verbraucher keine ungewünschte Bewegung ausführt, solange der Druck der Druckmittelquelle bzw. der Zulaufdruck nicht aus reicht, um die am Verbraucher einwirkende Last zu hal ten. In vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung läßt sich erreichen, daß der Druck in dem mit der Feder ver sehenen Ventilraum in der Lasthaltestellung und der Re gelstellung des Regelkolbens über unterschiedliche Zu laufquerschnitte mit dem Druckanschluß und dem Zulaufkanal zum Steuerkolben des Mehrwegeventils verbunden wird, so daß sich entsprechende Dämpfungseigenschaften ergeben. Ferner ist eine hydraulische Hubbegrenzung vorgesehen, welche verschleiß- und geräuschmindernd ist und außerdem ein verbessertes Regelverhalten bewirkt.According to the invention, a simple one is thus successful Design of the control piston to a load holding function aim, which is that when adjusting the tax piston from the middle position into a working position the consumer acted upon by an external force does not make any unwanted movement while the pressure is on the pressure medium source or the inlet pressure is sufficient to halve the load acting on the consumer In advantageous developments of the invention achieve that the pressure in the ver with the spring seen valve space in the load holding position and the Re gel position of the control piston via different ad Cross sections with the pressure connection and the inlet channel is connected to the control piston of the multi-way valve, so that there are corresponding damping properties. A hydraulic stroke limitation is also provided, which is wear and noise reducing and also improved control behavior.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an hand der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert, in der ein Schnitt durch ein Mehrwegeventil mit Druckwaage dargestellt ist.An embodiment of the invention is below hand of the single figure of the drawing explained in more detail which is a section through a multi-way valve with pressure compensator is shown.

In einer Bohrung 11 eines Ventilgehäuses 10 ist ein Schie berkolben 12 verschiebbar angeordnet. In die Bohrung 11 münden - ausgehend von der Ventilmitte - nach beiden Sei ten zu in dieser Reihenfolge je ein Zulaufkanal 14, 14′, ein zu den Anschlüssen A und B für einen doppeltwirkenden hydraulischen Zylinder, der nicht dargestellt ist, führen der Arbeitskanal 15, 15′ und je ein mit dem Tank verbundenen Kanal 16, 16′. Wird der Schieber 12 aus der dargestellten Mittelstellung nach rechts oder links in eine Arbeitsstel lung verschoben, so wird über je eine Ringnut 17, 17′ je weils einer der Zulaufkanäle 14 oder 14′ mit einem Arbeits kanal 15 oder 15′ verbunden, während der andere Arbeits kanal mit dem zum Tank führenden Kanal 16 bzw. 16′ verbun den wird.In a bore 11 of a valve housing 10 , a slide piston 12 is arranged displaceably. Open into the bore 11 - starting from the center of the valve - according to both sides to an inlet channel 14 , 14 'in this order, one to the ports A and B for a double-acting hydraulic cylinder, which is not shown, lead the working channel 15 , 15 'and a channel 16 , 16 ' connected to the tank. If the slider 12 is moved from the center position shown to the right or left in a working position, then an annular groove 17 , 17 'each because one of the inlet channels 14 or 14 ' with a working channel 15 or 15 'connected while the other Working channel is connected to the channel leading to the tank 16 or 16 '.

Der jeweils am Verbraucher wirkende Lastdruck wird je nach Arbeitsstellung des Schiebers 12 im Arbeitskanal 15 oder 15′ durch einen Lastmeldekanal 18 bzw. 18′ abgegriffen, der im Schieber 12 angeordnet ist. Beide Lastmeldekanäle münden in der Ventilmitte in eine Gehäuseaussparung 20, in der also in jeder Arbeitsstellung des Schiebers der Lastdruck herrscht.The load pressure acting on the consumer is tapped depending on the working position of the slide 12 in the working channel 15 or 15 'by a load signaling channel 18 or 18 ' which is arranged in the slide 12 . Both load signaling channels open into a housing recess 20 in the center of the valve, in which the load pressure prevails in every working position of the slide.

Die Druckwaage ist in einer quer zur Längsbohrung 11 im Ventilgehäuse 10 vorgesehenen Bohrung 22 angeordnet. Ein Regelkolben 23 ist verschiebbar in der Bohrung 22 angeord net, die sich bis zur Gehäuseaussparung 20 erstreckt, in der der Lastmeldedruck herrscht. Auf diese Weise ist der der Aussparung 20 zugekehrte Abschnitt 25 des Regelkol bens 23 vom Lastmeldedruck beaufschlagt. Das Ventilge häuse 10 weist eine Steuerkante 26 auf, mit der ein Re gelkolbenabschnitt 27 zusammenwirkt, von dem der Durch flußquerschnitt von dem von einer Druckmittelquelle P zuströmenden Druckanschluß 28 zu den Zulaufkanälen 14 bzw. 14′ einstellbar ist. Der Regelkolbenabschnitt 27 weist Feinsteuernuten 29 auf.The pressure compensator is arranged in a bore 22 provided transversely to the longitudinal bore 11 in the valve housing 10 . A control piston 23 is slidably net in the bore 22 , which extends to the housing recess 20 in which the load signal pressure prevails. In this way, the cutout 20 facing section 25 of the Regelkol ben 23 is acted upon by the load signaling pressure. The Ventilge housing 10 has a control edge 26 with which a Re gelkolbenabschnitt cooperates 27 , of which the flow cross section of the inflowing from a pressure medium source P pressure port 28 to the inlet channels 14 and 14 'is adjustable. The control piston section 27 has fine control grooves 29 .

Mit dem Gehäuse 10 ist ein Deckel 31 verschraubt, in dem ein Federraum 36 ausgebildet ist, der in der Regelstel lung des Regelkolbens mit dem Druck im Zulaufkanal 14 bzw. 14′ beaufschlagbar ist. In dem Federraum 36 ist eine Feder 37 angeordnet, die sich einerseits auf einem Ringteil 38 abstützt, das auf der oberen Stirnseite des Ventilgehäuse 10 aufsitzt, und die sich andererseits an einem Flansch 39 einer stangenförmigen Verlängerung 40 abstützt, die mit dem Regelkolbenabschnitt 27 fest ver bunden ist. Somit wirkt die Feder 37 gleichsinnig mit dem Lastmeldedruck auf den Regelkolben 23, während der Zulaufdruck im Federraum 36 gegensinnig auf den Regel kolben wirkt.With the housing 10 , a cover 31 is screwed, in which a spring chamber 36 is formed, which in the control position of the control piston with the pressure in the inlet channel 14 or 14 'can be acted upon. In the spring chamber 36 , a spring 37 is arranged, which is supported on the one hand on a ring part 38 , which rests on the upper end face of the valve housing 10 , and on the other hand is supported on a flange 39 of a rod-shaped extension 40 , which ver with the control piston portion 27 is bound. Thus, the spring 37 acts in the same direction as the load signal pressure on the control piston 23 , while the inlet pressure in the spring chamber 36 acts in the opposite direction on the control piston.

Zur Zuführung des Zulaufdruckes dient eine Längsbohrung 42 im Regelkolben 23, die über eine Querbohrung 44 in den Zulaufkanal 14 bzw. 14′ mündet, wenn der Regelkolben 23 aus der dargestellten Lasthaltestellung nach oben in die Regelstellung verschoben ist, in der der Regelkolben als Druckwaage in bekannter Weise arbeitet. Erhöht sich der Lastdruck am Verbraucher und damit der Lastmeldedruck in der Aussparung 20, so wird über den Regelkolbenab schnitt 27 der Druckmittelzufluß vom Druckanschluß 28 in den entsprechenden Zulaufkanal 14 oder 14′ erhöht, so daß trotz unterschiedlicher Belastung am Verbraucher die Arbeitsgeschwindigkeit konstant gehalten wird. To supply the inlet pressure is a longitudinal bore 42 in the control piston 23 , which opens via a transverse bore 44 into the inlet channel 14 or 14 'when the control piston 23 is shifted upward from the load holding position shown in the control position, in which the control piston as a pressure compensator in known way works. Increases the load pressure at the consumer and thus the load signaling pressure in the recess 20 , so is cut via the Regelkolbenab 27 of the pressure medium inflow from the pressure connection 28 into the corresponding inlet channel 14 or 14 'so that the working speed is kept constant despite different loads on the consumer.

Die Querbohrung 44 kommuniziert also in der Regelstellung des Regelkolbens mit dem Zulaufkanal 14 bzw. 14′ und ist somit in dem Regelkolbenabschnitt 27 angeordnet. Zwischen dem Regelkolbenabschnitt 27 und dem Abschnitt 25 weist der Regelkolben 23 einen weiteren Regelkolbenabschnitt 46 auf, der in der dargestellten Lasthaltestellung der Druckwaage den Druckanschluß 28 zum Zulaufkanal 14, 14′ absperrt. Der Regelkolben 23 befindet sich in der Last haltestellung, wenn der Lastdruck in einem der Anschlüs se 15 oder 15′ größer ist als der von der Druckmittelquel le im Druckanschluß 28 hervorgerufene Druck. Wird der Schieberkolben 12 in eine Arbeitsstellung verschoben, so bleibt die Verbindung zwischen dem Druckanschluß 28 und dem betreffenden Zulaufkanal gesperrt, solange sich nicht im Druckanschluß 28 ein Druck aufgebaut hat, der ausreicht, um eine am Verbraucher einwirkende Belastung gegenzuhalten.The transverse bore 44 thus communicates in the control position of the control piston with the inlet channel 14 or 14 'and is thus arranged in the control piston section 27 . Between the control piston section 27 and the section 25 , the control piston 23 has a further control piston section 46 , which blocks the pressure connection 28 to the inlet channel 14 , 14 'in the load holding position of the pressure compensator shown. The control piston 23 is in the load holding position when the load pressure in one of the connections 15 or 15 'is greater than the pressure caused by the pressure medium source in the pressure connection 28 . If the slide piston 12 is moved into a working position, the connection between the pressure connection 28 and the relevant inlet channel remains blocked as long as a pressure has not built up in the pressure connection 28 which is sufficient to counteract a load acting on the consumer.

Die Längsbohrung 42 ist über eine weitere Querbohrung 43 im Regelkolbenabschnitt 25 in der dargestellten Lasthalte stellung mit dem Druckanschluß 28 verbunden. Über diese Querbohrung 43 und die Längsbohrung 42 wird also der Ven tilraum 36 mit dem Druck der Druckmittelquelle beauf schlagt. Der Regelkolben 23 wird dann aus der Lasthalte stellung in die Regelstellung verschoben, wenn der über die Querbohrung 43 und die Längsbohrung 42 im Federraum 36 herrschende Druck so groß ist, daß er entgegen der Kraft der Feder 37 und dem Lastmeldedruck den Regelkolben in die Regelstellung verschiebt, in der die Querbohrung 43 durch die Bohrung 22 abgeschlossen ist, während die Querbohrung 44 in den Zulaufkanal 14 bzw. 14′ mündet.The longitudinal bore 42 is connected via a further transverse bore 43 in the control piston section 25 in the load holding position shown with the pressure port 28 . About this transverse bore 43 and the longitudinal bore 42 , the Ven tilraum 36 is beaten with the pressure of the pressure medium source. The control piston 23 is then moved from the load holding position into the control position when the pressure prevailing over the transverse bore 43 and the longitudinal bore 42 in the spring chamber 36 is so great that it moves the control piston into the control position against the force of the spring 37 and the load signaling pressure , in which the transverse bore 43 is closed by the bore 22 , while the transverse bore 44 opens into the inlet channel 14 or 14 '.

Mittels einer entsprechenden Bemessung des Querschnitts der Querbohrung 44 läßt sich in der Regelstellung eine bestimmte Dämpfung des Regelkolbens der Druckwaage er zielen. Vorzugsweise ist die Querbohrung 44 als Drossel stelle ausgebildet, um eine ausreichende Dämpfung zu er zielen, während der Querschnitt der Querbohrung 43 größer ist, um einen raschen Druckaufbau im Federraum 36 zu er zielen, so daß der Regelkolben schnell aus der Lasthalte stellung in die Regelstellung verschiebbar ist. Ferner ist mittels der Querbohrung 43 eine hydraulische Hubbegrenzung vermittelt, die verhindert, daß bei einem Absinken des Lastmeldedruckes in der Aussparung 20 der Regelkolben 23 vom Druck im Federraum 36 schlagartig nach oben in An schlag an das Ventilgehäuse 10 verschoben wird. Hierzu ist die Bohrung 22 im Anschluß an die Einschnürung 48, über welche die Aussparung 20 in die Kanäle 18 bzw. 18′ des Schieberkolbens 12 mündet, mit einem Einstich 50 ver sehen. Bei Überschreiten eines vorbestimmten Hubes mündet somit die Querbohrung 43 in den Einstich 50, so daß der Federraum 36 über die Längsbohrung 42 und die Querbohrung 43 mit der Aussparung 20 in Verbindung gebracht wird. Da mit strömt Druckmittel aus dem Federraum in die Ausspa rung über und bremst den Regelkolben ab, so daß hierüber der Hub des Regelkolbens hydraulisch begrenzt wird.By means of an appropriate dimensioning of the cross-section of the transverse bore 44 , a certain damping of the control piston of the pressure compensator can be targeted in the control position. Preferably, the transverse bore 44 is designed as a throttle in order to achieve sufficient damping, while the cross section of the transverse bore 43 is larger in order to achieve a rapid build-up of pressure in the spring chamber 36 so that the control piston quickly moves from the load holding position into the control position is movable. Furthermore, a hydraulic stroke limitation is mediated by means of the transverse bore 43 , which prevents the control piston 23 from being abruptly displaced from the pressure in the spring chamber 36 into the valve housing 10 when the load signaling pressure drops in the recess 20 . For this purpose, the bore 22 following the constriction 48 , via which the recess 20 opens into the channels 18 and 18 'of the slide piston 12 , see ver with a recess 50 . When a predetermined stroke is exceeded, the transverse bore 43 thus opens into the recess 50 , so that the spring chamber 36 is brought into connection with the cutout 20 via the longitudinal bore 42 and the transverse bore 43 . Since with pressure medium flows from the spring chamber into the recess and brakes the control piston, so that the stroke of the control piston is hydraulically limited.

Ferner wird über das Zusammenwirken der Querbohrung 43 mit der Aussparung 20 das Regelverhalten der Druckwaage ver bessert. Erhöht sich beispielsweise der Lastdruck, so muß auch im Zulaufkanal 14 oder 14′ ein entsprechend vergrö ßerter Druck aufgebaut werden. Kommt es demzufolge zu einer Druckspitze am Druckanschluß 28 und damit auch im Federraum 36, so kann der Regelkolben überschwingen. So bald aber die Verbindung des Federraums 36 zur Aussparung 20 über die Querbohrung 43 und den Einstich 50 herge stellt ist, kann sich der Druck im Federraum 36 entlasten, so daß der Regelkolben seine Bewegungsrichtung umkehrt. Ist dagegen der Druck im Federraum 36 zu klein, so kann die Querbohrung 43 in Verbindung mit dem Druckanschluß 28 treten, so daß der Federraum 36 mit Druck aus dem Druck anschluß unmittelbar beaufschlagt wird.Furthermore, the control behavior of the pressure compensator is improved ver via the interaction of the transverse bore 43 with the recess 20 . If, for example, the load pressure increases, a correspondingly increased pressure must also be built up in the inlet channel 14 or 14 '. If there is consequently a pressure peak at the pressure connection 28 and thus also in the spring chamber 36 , the control piston can overshoot. As soon as the connection of the spring chamber 36 to the recess 20 via the transverse bore 43 and the recess 50 is Herge, the pressure in the spring chamber 36 can be relieved, so that the control piston reverses its direction of movement. In contrast, if the pressure in the spring chamber 36 is too small, the transverse bore 43 can come into connection with the pressure connection 28 , so that the spring chamber 36 is pressurized directly from the pressure connection.

Claims

1. Multi-way valve with pressure compensator, in which a control piston in a bore of a valve housing is slidably arranged to control the pressure medium lines between a consumer and a pressure medium source or a tank, an inlet channel for pressure medium, a consumer-connected working channel and a drain channel connected to the tank into the housing bore in this order and a channel is provided in the spool as a load pressure signaling line, which is brought into the working position of the spool with which the pressure medium leading to the consumer working channel is connected and which is provided in a central bore in the housing Recess of the housing opens, the valve housing being provided with a bore transverse to the longitudinal bore for receiving a valve which connects a pressure connection connected to a pressure medium source to the inlet channel, in which the valve of the consumer regulates the load pressure in a reg Elkolben, which is acted upon on the one hand by the pressure in the inlet channel and in the opposite direction by a spring and the load signaling pressure and which adjusts the flow cross section between the pressure connection and the inlet channel, in which the transverse bore in the valve housing in the piston with the load signaling channel in the slide in connection standing housing recess opens, the control piston section facing the recess of the pressure compensator used in the transverse bore is acted upon directly by the load signal pressure, and the spring is arranged in the valve pressurized in the inlet channel between a housing-side stop and an extension of the control piston in such a way that it is in the same direction acts with the load signaling pressure on the control piston, and in which a housing-side control edge with the flow cross-section from the pressure medium source to the inlet channel adjusting reel piston section interacts, characterized in that between the one with the control edge ( 2 6 ) co-operating control piston section ( 27 ) and the pressure connection ( 28 ) a piston section ( 46 ) is provided, which only opens the connection from the pressure connection to the inlet channel ( 14 , 14 ') when the inlet pressure is greater than the load pressure , and that the spring ( 37 ) provided valve chamber ( 36 ) via a longitudinal bore ( 42 ) in the control piston ( 23 ) with the inlet channel ( 14 , 14 ') is connected.

2. Multi-way valve according to claim 1, characterized in that the longitudinal bore ( 42 ) in the control piston opens into two transverse bores ( 43 , 44 ), of which the first ( 43 ) with the pressure connection ( 28 ) and the second ( 44 ) with the Inlet channel ( 14 , 14 ') can be connected such that in the load holding position of the control piston, when the connec tion from the pressure connection ( 28 ) to the inlet channel ( 14 , 14 ') is blocked, from the first transverse bore ( 43 ) the pressure connection ( 28 ) with the valve chamber ( 36 ), and in the control position of the control piston when the connection from the pressure connection to the inlet channel is open, from the second transverse bore ( 44 ) the inlet channel ( 14 , 14 ') with the valve chamber ( 36 ) is connected.

3. Multi-way valve according to claim 2, characterized in that the inlet cross section to the valve chamber ( 36 ) in the load holding position of the control piston ( 22 ) is larger than the inlet cross section in the control position.

4. Multi-way valve according to claim 3, characterized in that the transverse bores ( 43 , 44 ) are designed as throttling points.

5. Multi-way valve according to one of claims 2-4, characterized in that the first transverse bore ( 43 ) is arranged in a control piston section ( 25 ) facing the recess ( 20 ) facing the load signal pressure.

6. Multi-way valve according to claim 5, characterized in that a connection of the valve chamber ( 36 ) with the recess ( 20 ) can be produced at a predetermined stroke of the control piston ( 23 ).

7. Multi-way valve according to claim 6, characterized in that the recess ( 20 ) with the first Querboh tion ( 43 ) connectable recess ( 50 ).

8. Multi-way valve according to claim 6 or 7, characterized in that the connection is formed by the first Querboh tion ( 43 ).

9. Multi-way valve according to claim 6 or 7, characterized records that the connection of a separate cross bore is formed.

10. Multi-way valve according to one of claims 1-9, characterized in that the control piston ( 23 ) has three sections, namely the recess ( 20 ) to swept section ( 25 ), the load-holding section ( 46 ) and with the housing-side control edge cooperating section ( 27 ).