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EP1500825A2 - Wegeventil - Google Patents

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Info

Publication number
EP1500825A2
EP1500825A2 EP04016725A EP04016725A EP1500825A2 EP 1500825 A2 EP1500825 A2 EP 1500825A2 EP 04016725 A EP04016725 A EP 04016725A EP 04016725 A EP04016725 A EP 04016725A EP 1500825 A2 EP1500825 A2 EP 1500825A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
pressure
spring
valve according
directional
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP04016725A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1500825B1 (de
EP1500825A3 (de
Inventor
Heinrich Lödige
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Bosch Rexroth AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bosch Rexroth AG filed Critical Bosch Rexroth AG
Publication of EP1500825A2 publication Critical patent/EP1500825A2/de
Publication of EP1500825A3 publication Critical patent/EP1500825A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1500825B1 publication Critical patent/EP1500825B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/042—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
    • F15B13/043—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves
    • F15B13/0433—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves the pilot valves being pressure control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0401—Valve members; Fluid interconnections therefor
    • F15B13/0402—Valve members; Fluid interconnections therefor for linearly sliding valves, e.g. spool valves

Definitions

  • the invention relates to a directional control valve according to the preamble of claim 1
  • Such directional control valves are for controlling double-acting and single-acting consumers.
  • One Directional control valve with two spools in one spool bore is disclosed in DE 36 29 479 A1. In the basic position the two spools are spaced apart and the two working connections are towards the tank open. In a one-sided operation of the spool is the one spool in the direction of deflected second control slide and takes this after Covering a path corresponding to the distance.
  • the strong middle spring is likely to be the response
  • the known directional control valve adversely affect.
  • Object of the present invention is a directional control valve to provide that eliminates the aforementioned disadvantages and both for controlling double acting as well single-acting consumer is suitable.
  • the basic position are biased, being between the tax pushers arranged a spring device with a spring element is, whose axial length is limited.
  • the spools are by the "bondage" of the centrally arranged spring element only up a certain measure of each other, so that the Control slide in the basic position substantially over the bias of their respective outer spring is subjected to force and a defined basic position taking.
  • the limit is as a drawbar with two movable spring plates executed, via the spring element, preferably a Compression spring, against each shoulder surface of the drawbar are curious.
  • the spool two axially displaceable tensile body which engage with hook-shaped end portions and the maximum length in its limit position of the spring element and thus determine the bias.
  • the gap is advantageously between the be relieved of pressure on both control valves to the tank.
  • the tank holes for pressure relief are preferred trained in the tax pushers.
  • a stop between the two spools, against the the spool when acted upon can be tensioned with a maximum control pressure.
  • a single-acting consumer can be controlled via the directional control valve; and although the one spool is against the stop driven and the second spool is in interaction the spring forces of its outer spring and the middle Spring element as a function of the control pressure emotional.
  • the stopper is a snap ring, the is accommodated in a housing-side inner circumferential groove.
  • a lockable blocking block provided by applying an unblocking control pressure in the outflow direction.
  • the blocking blocks each have a poppet piston, which from the drain side Load pressure can be acted upon, so that the blocking blocks For example, when pulling load a flow control is possible.
  • the directional control valve is a 6-position valve executed.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of an LS system 2, about an unillustrated consumer with pressure medium is available.
  • the LS system 2 has an individual pressure compensator 4, a proportionally adjustable 6-way valve 6 with two spools 8, 10, two pressure control valves 12, 14 and two unlockable Blocking blocks 16, 18 on, beyond the consumer a pump, not shown, pressure medium supplied and over which the pressure medium from the consumer to a not shown tank is traceable.
  • About the pressure control valves 12, 14 may each have a control pressure for moving the spool 8, 10 and an unlock control pressure for switching through the blocking blocks 16, 18 set become.
  • the consumer is a double-acting Differential cylinder, which with its cylinder space on a working connection A and with an annulus to one Work connection B is connected.
  • the pump is on a pressure port P and the tank to a drain port R connected.
  • the control collar 24 has a plurality of control notches, form a control edge 28 and on the one Pressure medium connection from one to the pressure port P connected pressure chamber 30 to an adjacent pressure channel 32, in two to directional control valve 4 leading channels 48, 50 branched, on or is zuu Kunststoffbar.
  • the pressure compensator piston 20 is by means of a at one end of the Pressure balance bore 22 supported control spring 34 in a Biased direction in which the connection between the Pressure chamber 30 and the pressure channel 32 is open.
  • a the Control spring 34 receiving spring chamber 36 is at a first control channel 38 connected to a shuttle valve 40 leads.
  • the two spools 8, 10 are in a slide bore 52 guided axially displaceable.
  • the spools 8, 10 are identical and over a Centering spring assembly 54, 56 in its illustrated Pretensioned basic position, where it has an inventive Spring device 58, to the later reference Figures 3, 4 and 5 will be discussed in detail, spaced apart from each other.
  • the centering spring arrangements 54, 56 each have a centering spring 60, 62, the taken in an end control pressure chamber 64, 66 are.
  • the centering springs 60, 62 immerse each in one cup-like body 68, 70 and support whose inner bottom surface 72, 74 from where they to Housing shoulders 134, 256 with their opposite End section via axially displaceable spring plates 76, 78 attack.
  • the spool 8, 10 can be moved in principle from its basic position mechanically, electrically or hydraulically in a working position.
  • the actuation of the spool 8, 10 hydraulically via in each case an individual control pressure P BX and P AX in the control pressure chambers 64, 66, which are adjusted via the pressure control valves 12, 14.
  • the maximum displacement of the spool 8, 10 is limited by a stop 80 according to the invention in the middle of the spool bore 52.
  • the stopper 80 is formed as a snap ring and housed in an inner circumferential groove of the slide bore 52 fixed to the housing.
  • At least one spool 8, 10th with a not shown odometer for accurate determination provided the respective hub.
  • the slide bore 52 is provided according to the enlarged view in Figure 2 with a plurality of annular spaces.
  • two annular discharge chambers 82, 84 are provided, which are connected via tank channels R to the tank.
  • a respective relief space 86, 88 is arranged, which is also connected to the discharge space 82, 84 with a corresponding position of the spool valve 8, 10.
  • Adjacent to the drainage spaces 82, 84 two further annular spaces are provided, wherein in the following the left is designated as the supply space 90 and the right as the return space 92.
  • two pressure chambers 94, 96 which are connected to the channels 48, 50.
  • the middle annular spaces 116, 122 via connection channels 184, 186 with Entsperrungs concern 180, 182 of the poppet 172, 174 connected, the outer annular spaces 118, 124 are connected to the drain port R and the inner annular spaces 114, 120 are each having a control pressure line 258th , 260 for supplying the control pressure P X.
  • the spools 8, 10 have in the area of the drainage spaces 82, 84 two control collars 98, 100, in their annular end faces each control notches are provided so that at each control collar 98, 100 a flow control edge 102, 104 is formed.
  • the spools 8, 10 In the area of the pressure chambers 94, 96 the spools 8, 10 each have a control collar 106, 108, with a variety of control notches for Forming an inlet control edge 110, 112 is formed.
  • the geometry of the control collars 106, 108 is designed to that in the illustrated basic position of the flow chamber 90th and the return space 92 to the adjacent pressure chamber 94, 96th and to the adjacent discharge space 82, 84 are closed.
  • the blocking blocks 16, 18 are identical and have a locking piston 136, 138, which in a bore 140, 142 out and against a valve seat 144, 146 is biased. In the illustrated blocking position is the connection between a flow chamber 148 and a Working chamber 150 and a working chamber 152 and a Return chamber 154 shut off leak-free.
  • the locking piston 136, 138 are designed as a hollow piston, wherein in a piston crown designed as a cone a pilot cone 156, 158 is guided, which has a pilot spring 160, 162 biased against a pilot seat 164, 166 is. Also, the locking piston 136, 138 on this Pilot springs 160, 162 against their valve seat 144, 146 biased.
  • the pilot poppets 156, 158 each have a projection 168, 170, which in the direction of the lead or return chamber 148, 154 protrudes.
  • the poppet pistons 172, 174 designed as stepped pistons are arranged so as to be axially displaceable, whose piston rods 176, 178 extend in the direction of the projections 168, 170 of the pilot poppets 156, 158.
  • the Aufwinkolben 172, 174 receiving end portions of the bores 140, 142 opens one of the Entsperrungs• 180, 182, which is connected via one of the connecting channels 184, 186 with one of the annular spaces 116, 122 and in the thus the control pressure P X out can be.
  • the flow chamber 148 of the locking block 16 is connected via a Intermediate channel 188 with the flow space 90 and accordingly the return chamber 154 of the locking block 18 via an intermediate channel 190 connected to the return chamber 92.
  • the supply space 90 and the return space 92 are each connected via a control line 192, 194 to the two inputs of the shuttle valve 40. That is, via the shuttle valve 40, the larger of the two in the flow chamber 90 and the return chamber 92 tapped load pressure Y A , Y B is reported in the control channel 38. Furthermore, the load pressures Y A , Y B via control lines 196, 198, which extend between the relief chambers 86, 88 and the control lines 192, 194, to the drain spaces 82, 84 relieved.
  • Figure 3 shows an enlarged and sectioned partial view a preferred embodiment of the invention Spring device 58.
  • the spring device 58 has a limitation for limiting the effective length and thus the bias of a Spring element 200. It has a pull rod 202 with two slidable spring plates 204, 206, which in the illustrated basic position on the spring element 200, preferably a compression spring, in each case against an end side Shoulder surface 208, 210 of the pull rod 202 tensioned are. Thus, the compression spring 200 is over the limit "Tied”.
  • the spring plates 204, 206 surround axially slidably the pull rod 202, so that by displacement at least one of the spring plates 204, 206, the spring 200th can be upset.
  • the bias of the compression spring 200th is chosen so that its biasing force is greater than the Spring force of the centering springs 60, 62 of the spool 8, 10 is at maximum stroke.
  • the spring device 58 is shown in sections in FIG. 4 in a gap 212 between the spools 8, 10 added. To clarify the arrangement the left spool 8 is partially cut shown. The spring device 58 emerges in the basic position the spool 8, 10 sections in each case in a stepped blind hole 216 of the spool 8, 10 and supports with their spring plates 204 an annular surface 218 of the stepped bore 216 from. The axial Distance between the two spools 8, 10 is in the basic position substantially over the axial length the prestressed compression spring 200 determines, wherein due to the bias of the centering springs 60, 62 the Spring plate 204, 206 are supported on the annular surfaces 218.
  • the pull rod 202 is with its end face 220 from the ground 222 of the blind hole 216 spaced so that at an actuation of at least one of the spool 8, 10th move the pull rod 202 toward the bottom 222 can and thus the relative distance between the two Spools 8, 10 can be reduced.
  • the gap 212 is in each case via an axial tank bore 214, the into the bottom 222 of the stepped bore 216 opens and a radial tank bore 224 with the drain chamber 82 in conjunction.
  • the snap ring 80 is in the inner circumferential groove 234 of the slide bore 52 in the middle of the Gap 212 can be seen against which the spool 8, 10 can be brought into abutment position.
  • FIG. 1 Another preferred embodiment of the invention Spring device 58 is shown in FIG.
  • the limitation is carried out by two tensile bodies 226, 228, preferably on the control valves 8, 10th are formed and with hook-shaped end portions 230, 232 mesh.
  • the tensile bodies 226 ', 228 become encompassed by the compression spring 200, the end to End faces 236, 238 of the spool 8, 10 is supported and by the hooking of the two tension bodies 226, 228 biased in limiting function and thus in their axial length is limited.
  • at least one of the spool 8, 10 can accordingly the above-described embodiment of Figures 2 and 3 the compression spring 220 compressed and thus the relative Distance between the spools 8, 10 changed become.
  • FIG. 1 and 2, 6 and 7 show an example "double-acting functions" of the directional control valve 6, for example. when controlling a double-acting lifting cylinder and FIG. 8 shows a "single-acting function", for example. when controlling a single-acting lifting cylinder.
  • Figures 1 and 2 show the directional control valve 4 in prestressed Basic position or in neutral position, in the the blocking blocks 16, 18 are closed and pressure medium between a consumer and the blocking blocks 16, 18 is clamped so that a consumer load safely to the Working connections A, B can be kept.
  • the spool 8, 10 are not supplied with control pressure P BX , P AX and thus centered on the Zentrierfederan füren 54, 56.
  • the connection from the pressure chamber 30 to the pressure channel 32 is closed by the control edge 28.
  • a connection of the flow space 90 and the return space 92 with the discharge spaces 82, 84 via the flow control edges 102, 104 is closed.
  • the load pressures Y A and Y B which are tapped in the flow chambers 90, 92 are guided via the control lines 192, 194, 196, 198 and slide edges of the circumferential grooves 130, 132 to the tank.
  • the unblocking spaces 180, 182 are relieved via the annular grooves 116, 122, slide edges of the circumferential grooves 126, 128 and the annular grooves 118, 124 to the tank.
  • FIG. 6 shows the LS-way valve arrangement 2 in one Work position in which the right working connection B to Tank relieved and the consumer on the left working connection A is supplied with pressure medium.
  • the right spool 10 is acted upon by the control pressure chamber 66 with the control pressure P AX , so that it is moved to the left against the stop 80 and placed in the stop position. Due to the large biasing force of the compression spring 200 this is only negligibly compressed, so that it acts as a transmission element for transmitting the axial deflection of the right spool 10 on the left spool 8. Both spools 8, 10 behave more or less like a common spool and the left spool 8 is deflected to the left in accordance with the movement of the right spool 10. In this case, the channel 50 is closed via the control collar 108 and the intermediate channel 190 of the return chamber 154 is connected via the flow control edge 104 with the discharge space 84.
  • the LS discharge for Y B is closed to the discharge space 84 and the control pressure P X is conducted into the release space 182.
  • the poppet 174 on the pilot poppet 158 lifts it against the force of the pilot spring 162 and against the force acting on the seat load pressure Y B from the pilot seat 166, so that the locking block 18 is controlled in the outflow direction and the outflowing pressure medium from the working chamber 152 can flow into the return chamber 154.
  • the left spool 8 opens its determined by the inlet control edge 110 Zumeßblendenquerrough and pressure fluid flows from the pressure channel 32 in the flow chamber 90 and from there via the blocking block 16 to the consumer.
  • the LS discharge for Y A to the discharge chamber 82 is closed, so that via the control line 192 of the load pressure Y A is guided to the shuttle valve 40 and from there into the spring chamber 36 of the pressure compensator 4.
  • the pressure in the channel 50 is guided into the control chamber 42. Consequently, the pressure compensator 4 takes a corresponding control position in the interaction of the spring force of the control spring 34 and the load pressure Y A with the pressure in the control chamber 42, in which the pressure drop of the feed stream is constant over the Zumeßblende.
  • the supply current to the load is load-independent.
  • the blocking blocks 16, 18 designed so that they work as a pressure regulator can.
  • Block 18 the poppet 174 immersed in tax druckbeaufschlagter Position in sections in the Working chamber 154 and is with the pressure in the Working chamber 154 is applied, so that, depending on the size the opening cross section above the pilot seat 166 and thus changed over the valve seat 146.
  • Figure 7 shows the directional control valve 6 in the clearance, in the the pressure chamber 30 is closed and both working connections A, B, of the consumer with the respective outflow space 82, 84 are connected.
  • the supply and return chambers 148, 152 are connected to the discharge spaces 82, 84 via the discharge control edges 102, 104, the control pressure P X being simultaneously guided into the release chambers 180, 182 and the two blocking blocks 16, 18 through in the flow direction.
  • FIG. 8 shows a working position of the LS system 2 for controlling a single-acting consumer.
  • the right spool 10 is in stop position and the left spool 8 is acted upon by control pressure P BX , that it is transferred against the bias of the central compression spring 200 in a load-holding position, in the working port A opposite the pressure chamber 94 and the drain chamber 82 is.
  • FIG. 1 As already explained in FIGS. 6 and 7, FIG the working connection B in stop position 'of the right Spool 10 is connected to the drain space 84 and thus relieved to the tank, the lock block 18 at the same time acts as a pressure regulator for the flow.
  • the left spool 8 is acted upon independently of the right spool 10 with a control pressure P BX and in a load-holding position, with a corresponding choice of the control pressure P BX the working port A via the inlet control edge 110 with the pressure chamber 94 and thus with the pressure channel 32 (see 6) or via the flow control edge 102 to the drainage space 82 (see FIG.
  • a control pressure P BX control piston 8 is deflected to the right by its center position against the force of the compression spring 200
  • a lifting of a load and a reduction of the control pressure P BX control piston 8 is from its center position by means of the force of the compression spring 200 after shifted left
  • Switching position 240 represents the basic position of the directional control valve 6.
  • the control pressures P AX , P BA are zero and the working ports A, B, the pressure chamber P and the tank port T are closed against each other.
  • the directional control valve 6 When increasing the control pressure P AX , the directional control valve 6 changes over to the switching position 242, in which the pressure chamber P is connected to the working port A and the working port B is connected to the return chamber R. Accordingly, the directional control valve 6 assumes a one-sided increase in the control pressure P BX switch position 244, in which the pressure chamber P is connected to the working port B and the working port A to the return space R.
  • these switching positions 240, 242, 244 allow the control of a double-acting consumer.
  • the directional control valve 6 Upon actuation of the spool 8, 10 with a mean control pressure P BX and a maximum control pressure P AX , the directional control valve 6 assumes the middle position described in FIG. 8 (switch position 246) in which the working port A is shut off and the working port B is depressurized to the tank.
  • the clearance position 248 By increasing the control pressure P BX , the clearance position 248 can be reached, in which also the working port A to the tank depressurized ( Figure 7).
  • the switching position 250 By reducing the control pressure P BX , the switching position 250 can be achieved, in which the pressure chamber P is connected to the working port A.
  • the switching position 250 basically corresponds to the switching position 242, but at a higher control pressure level P AX . Since in the switching positions 246, 248, 250 of the working port B is always connected to the tank, 6 single-acting consumer can be controlled via the directional control valve.
  • the directional control valve 6 With a corresponding mirror-inverted actuation of the directional control valve 6, ie, the control pressure P XB is kept constant at maximum pressure and the control pressure P AX is increased or decreased, the directional control valve 6 assumes switching positions 248, 252, 254 for controlling a simple acting consumer, in which Working port A always connected to the tank and the working port B is connected to the size of the control pressure P AX with the pressure chamber P or the return space R.
  • the directional control valve 6 allows both the Control single-acting as well as double-acting Consumer. Consequently, a variety of Applications.
  • An example is the use the directional control valve 6 for pressure control of implements a tractor or hoists in construction machines, in which, for example, for lifting a cylinder side is pressurized and the other side of the cylinder relieved of pressure.
  • the directional control valve 6 is, for example, suitable for "single - acting functions" in motor applications for free leakage or for position control in single-acting Cylinders.
  • a directional control valve with two in a slide bore Coaxial control slides for control a consumer via two working connections, wherein between the two spools a spring means is provided with a spring element whose Effective length is limited by means of a limitation.

Landscapes

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Abstract

Offenbart ist ein Wegeventil mit zwei in einer Schieberbohrung (52) koaxial geführten Steuerschiebern (8,10) zur Ansteuerung eines Verbrauchers über zwei Arbeitsanschlüsse, wobei zwischen den beiden Steuerschiebern eine Federeinrichtung mit einem Federelement vorgesehen ist, dessen Wirklänge mittels einer Begrenzung begrenzt ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Wegeventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Wegeventile sind zum Steuern von doppelwirkenden und einfachwirkenden Verbrauchern einsetzbar. Ein Wegeventil mit zwei Steuerschiebern in einer Schieberbohrung ist in der DE 36 29 479 A1 offenbart. In Grundstellung sind die beiden Steuerschieber voneinander beabstandet und die beiden Arbeitsanschlüsse sind zum Tank hin geöffnet. Bei einer einseitigen Betätigung der Steuerschieber wird der eine Steuerschieber in Richtung des zweiten Steuerschiebers ausgelenkt und nimmt diesen nach Zurücklegung eines dem Abstand entsprechenden Weges mit.
Nachteilig an dieser Lösung ist, daß bei einseitiger Betätigung der angesteuerte Steuerschieber einen großen Weg zurücklegen muß, bevor er auf den zweiten Steuerschieber aufläuft und diesen mitnimmt.
Ein anderes Wegeventils ist in der US 6,408,877 B2 gezeigt. Bei dieser Lösung sind zwei Steuerschieber zum einen durch eine äußere Feder bis zu einem Anschlag aufeinander zubelastet und werden zum anderen gleichzeitig durch eine mittlere Feder auseinandergedrückt. Die Vorspannung der mittleren Feder ist wesentlich höher als die der äußeren Federn gesetzt, so daß bei einer einseitigen Betätigung die Steuerschieber gemeinsam bewegt werden sollen, ohne das die mittlere Feder zusammengedrückt wird.
Die starke mittlere Feder dürfte das Ansprechverhalten des bekannten Wegeventils jedoch nachteilig beeinflussen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Wegeventil zu schaffen, daß die vorgenannten Nachteile beseitigt und sowohl zur Steuerung doppelwirkender als auch einfachwirkender Verbraucher geeignet ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Wegeventil mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 1.
Erfindungsgemäß hat das Wegeventil zum Ansteuern eines Verbrauchers zwei Steuerschieber, die in Grundstellung vorgespannt sind, wobei zwischen den Steuerschiebern eine Federeinrichtung mit einem Federelement angeordnet ist, dessen Axiallänge begrenzt ist.
Somit sind die Steuerschieber durch die "Fesselung" des mittig angeordneten Federelements nur noch bis auf ein bestimmtes Maß voneinander entfernbar, so daß die Steuerschieber in der Grundstellung im wesentlichen über die Vorspannung ihrer jeweiligen äußeren Feder kraftbeaufschlagt werden und eine definierte Grundstellung einnehmen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Begrenzung als Zugstange mit zwei verschiebbaren Federtellern ausgeführt, die über das Federelement, vorzugsweise eine Druckfeder, gegen jeweils eine Schulterfläche der Zugstange gespannt sind.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform haben die Steuerschieber zwei axial verschiebbare Zugkörper, die mit hakenförmigen Endabschnitten ineinandergreifen und die in ihrer Begrenzungsposition die maximale Länge des Federelements und damit die Vorspannung bestimmen.
Der Zwischenraum wird vorteilhafterweise zwischen den beiden Steuerschiebern zum Tank hin druckentlastet sein. Die Tankbohrungen zur Druckentlastung sind vorzugsweise in den Steuerschiebern ausgebildet.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist zwischen den beiden Steuerschiebern ein Anschlag ausgebildet, gegen den die Steuerschieber bei Beaufschlagung mit einem maximalen Steuerdruck spannbar sind. Vorteilhaft an dem Anschlag ist, daß ein einfachwirkender Verbraucher über das Wegeventil angesteuert werden kann; und zwar wird der eine Steuerschieber gegen den Anschlag gefahren und der zweite Steuerschieber wird im Zusammenspiel der Federkräfte seiner äußeren Feder und des mittleren Federelements in Abhängigkeit vom Steuerdruck bewegt.
Bevorzugterweise ist der Anschlag ein Sprengring, der in einer gehäuseseitigen Innenumfangsnut aufgenommen ist.
Vorzugsweise ist zwischen den Steuerschiebern und den Arbeitsanschlüssen je ein entsperrbarer Sperrblock vorgesehen, der durch Beaufschlagung mit einem Entsperrsteuerdruck in Abströmrichtung durchschaltet. Die Sperrblöcke haben je einen Aufstoßkolben, der von dem ablaufseitigen Lastdruck beaufschlagbar ist, so daß über die Sperrblöcke bspw. bei ziehender Last eine Ablaufregelung möglich ist.
Zur konstanten Steuerung des Steuerdrucks kann stromabwärts der Steuerschieber je ein Druckregelventil angeordnet sein.
Vorteilhafterweise ist das Wegeventil als ein 6-Stellungsventil ausgeführt.
Sonstige vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Im Folgenden erfolgt eine ausführliche Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand schematischer Darstellungen. Es zeigen
  • Figur 1 ein Schaltschema eines erfindungsgemäßen LS-Wegeventils in Grundstellung,
  • Figur 2 eine vergrößerte Darstellung des Wegesystems aus Figur 1,
  • Figur 3 eine perspektivische Darstellung einer Federeinrichtung aus Figur 1,
  • Figur 4 einen vergrößerten Teilschnitt einer Anordnung der erfindungsgemäßen Federeinrichtung aus Figur 3,
  • Figur 5 eine perspektivische Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Federeinrichtung,
  • Figur 6 ein Schaltschema des LS-Systems aus Figur 1 doppelwirkend bei Betätigung eines Steuerschiebers,
  • Figur 7 ein Schaltschema des LS-Systems aus Figur 1 doppelwirkend im Freigang,
  • Figur 8 ein Schaltschema des LS-Systems aus Figur 1 einfachwirkend in Grundstellung, und
  • Figur 9 ein Diagramm mit beispielhaften Schaltstellungen des Wegeventils aus Figur 1.
    • Figur 1 zeigt ein Schaltschema eines LS-Systems 2, über das ein nicht dargestellter Verbraucher mit Druckmittel versorgbar ist. Das LS-System 2 weist eine Individualdruckwaage 4, ein proportional verstelltbares 6-Stellungswegeventil 6 mit zwei Steuerschiebern 8, 10, zwei Druckregelventile 12, 14 und zwei entsperrbare Sperrblöcke 16, 18 auf, über die dem Verbraucher aus einer nicht dargestellten Pumpe Druckmittel zuführbar und über die das Druckmittel vom Verbraucher zu einem nicht dargestellten Tank zurückführbar ist. Über die Druckregelventile 12, 14 kann jeweils ein Steuerdruck zum Bewegen der Steuerschieber 8, 10 und ein Entsperrsteuerdruck zum Durchschalten der Sperrblöcke 16, 18 eingestellt werden.
    Beispielsweise ist der Verbraucher ein doppeltwirkender Differentialzylinder, der mit seinem Zylinderraum an einen Arbeitsanschluß A und mit einem Ringraum an einen Arbeitsanschluß B angeschlossen ist. Die Pumpe ist an einen Druckanschluß P und der Tank an einen Ablaufanschluß R angeschlossen.
    Gemäß Figur 1 ist die Individualdruckwaage 4 - im Folgenden Druckwaage genannt - dem Wegeventil 6 vorgeschaltet (LS-System). Sie hat einen Druckwaagenkolben 20, der in einer Druckwaagenbohrung 22 axial verschiebbar aufgenommen ist. Der Druckwaagekolben 20 ist über eine mittlere Ringnut in einen Steuerbund 24 und einen Federbund 26 unterteilt. Bei einer derartigen LS-Schaltung wird der Druckverlust über den vom Wegeventil 6 ausgebildeten Zumeßblenden unabhängig vom Lastdruck des Verbrauchers konstant gehalten. Da diese LS-Systeme aus dem Stand der Technik bekannt sind, kann auf weitere Erläuterungen des Zusammenwirkens der Zumeßblende und der Druckwaage 4 verzichtet werden.
    Der Steuerbund 24 hat eine Vielzahl von Steuerkerben, die eine Steuerkante 28 ausbilden und über die eine Druckmittelverbindung von einem an den Druckanschluß P angeschlossenen Druckraum 30 zu einem benachbarten Druckkanal 32, der in zwei zum Wegeventil 4 führende Kanäle 48, 50 verzweigt, auf- bzw. zusteuerbar ist. Der Druckwaagenkolben 20 ist mittels einer an einer Stirnseite der Druckwaagenbohrung 22 abgestützten Regelfeder 34 in eine Richtung vorgespannt, in der die Verbindung zwischen dem Druckraum 30 und dem Druckkanal 32 geöffnet ist. Ein die Regelfeder 34 aufnehmender Federraum 36 ist an einem ersten Steuerkanal 38 angeschlossen, der zu einem Wechselventil 40 führt.
    Die in Figur 1 rechte Stirnfläche der Druckwaagenbohrung 22 begrenzt mit der gegenüberliegenden Stirnfläche des Steuerbundes 24 einen Steuerraum 42, der über einen zweiten Steuerkanal 44 mit dem Druck im Druckkanal 32 beaufschlagt ist. Zur Dämpfung hochfrequenter Schwingungen ist in dem zweiten Steuerkanal 44 eine Dämpfungsdrossel 46 vorgesehen.
    Die beiden Steuerschieber 8, 10 sind in einer Schieberbohrung 52 axial verschiebbar geführt. Die Steuerschieber 8, 10 sind identisch ausgebildet und über eine Zentrierfederanordnung 54, 56 in ihrer dargestellten Grundstellung vorgespannt, wobei sie über eine erfindungsgemäße Federeinrichtung 58, auf die später anhand der Figuren 3, 4 und 5 ausführlich eingegangen wird, voneinander beabstandet sind. Die Zentrierfederanordnungen 54, 56 haben jeweils eine Zentrierfeder 60, 62, die in einem endseitigen Steuerdruckraum 64, 66 aufgenommen sind. Die Zentrierfedern 60, 62 tauchen jeweils in einen becherartigen Körper 68, 70 ein und stützen sich an dessen innenliegender Bodenfläche 72, 74 ab, wobei sie an Gehäuseschultern 134, 256 mit ihrem entgegengesetzten Endabschnitt über axial verschiebbare Federteller 76, 78 angreifen.
    Die Steuerschieber 8, 10 lassen sich prinzipiell aus ihrer Grundposition mechanisch, elektrisch oder hydraulisch in eine Arbeitsposition verschieben. Bei der hier dargestellten Ausführungsform erfolgt die Betätigung der Steuerschieber 8, 10 hydraulisch über jeweils einen individuellen Steuerdruck PBX und PAX in den Steuerdruckräumen 64, 66, die über die Druckregeleventile 12, 14 eingestellt werden.
    Die maximale Verschiebung der Steuerschieber 8, 10 ist über einen erfindungsgemäßen Anschlag 80 in der Mitte der Schieberbohrung 52 begrenzt. Der Anschlag 80 ist als Sprengring ausgebildet und in einer Innenumfangsnut der Schieberbohrung 52 gehäusefest aufgenommen. Bei Beaufschlagung der Steuerschieber 8, 10 mit einem hinreichenden Steuerdruck PBX bzw. PAX laufen diese auf den Sprengring 80 auf und nehmen somit eine definierte Anschlagposition ein. Eine ausführliche Erläuterung des Anschlags 80 folgt im späteren Verlauf der Beschreibung.
    Vorzugsweise ist zumindest ein Steuerschieber 8, 10 mit einem nicht dargestellten Wegmesser zur genauen Bestimmung des jeweiligen Hubs versehen.
    Die Schieberbohrung 52 ist gemäß der vergrößerten Darstellung in Figur 2 mit mehreren Ringräumen versehen. Beidseitig des Anschlags 80 sind zwei ringförmige Ablaufräume 82, 84 vorgesehen, die über Tankkanäle R mit dem Tank verbunden sind. Zwischen dem Anschlag 80 und den Ablaufräumen 82, 84 ist jeweils ein Entlastungsraum 86, 88 angeordnet, der bei entsprechender Stellung des Steuerschiebers 8, 10 ebenfalls mit dem Ablaufraum 82, 84 verbunden ist. Benachbart zu den Ablaufräumen 82, 84 sind zwei weitere Ringräume vorgesehen, wobei im Folgenden der linke als Vorlaufraum 90 und der rechte als Rücklaufraum 92 bezeichnet wird. Neben dem Vorlauf- bzw. Rücklaufraum 90, 92 befinden sich zwei Druckräume 94, 96, die an die Kanäle 48, 50 angeschlossen sind. In Richtung der Steuerdruckräume 62, 64 sind jeweils drei weitere Ringräumen 114, 116, 118; 120, 122, 124 vorgesehen, die zur Weiterleitung des Steuerdrucks PX an Aufstoßkolben 172, 174 der Sperrblöcke 16, 18 bzw. zur Druckentlastung der Aufstoßkolben 172, 174 vorgesehen sind. Dabei sind die mittleren Ringräume 116, 122 über Verbindungskanäle 184, 186 mit Entsperrungsräumen 180, 182 der Aufstoßkolben 172, 174 verbunden, die außenliegenden Ringräume 118, 124 sind mit dem Ablaufanschluß R verbunden und die innenliegenden Ringräume 114, 120 sind mit jeweils einer Steuerdruckleitung 258, 260 zum Zuführen des Steuerdrucks PX verbunden.
    Die Steuerschieber 8, 10 haben im Bereich der Ablaufräume 82, 84 zwei Steuerbünde 98, 100, in deren Ringstirnflächen jeweils Steuerkerben vorgesehen sind, so daß an jedem Steuerbund 98, 100 eine Ablaufsteuerkante 102, 104 ausgebildet ist. Im Bereich der Druckräume 94, 96 haben die Steuerschieber 8, 10 jeweils einen Steuerbund 106, 108, der mit einer Vielzahl von Steuerkerben zur Bildung einer Zulaufsteuerkante 110, 112 ausgebildet ist. Die Geometrie der Steuerbünde 106, 108 ist so ausgelegt, daß in der dargestellten Grundposition der Vorlaufraum 90 und der Rücklaufraum 92 zum benachbarten Druckraum 94, 96 und zum benachbarten Ablaufraum 82, 84 verschlossen sind. Im Bereich der Entlastungssräume 86, 88 ist in den Steuerschiebern 8, 10 jeweils eine Umfangsnut 130, 132 vorgesehen, so daß bei entsprechender Stellung der Steuerschieber 8, 10 die Entlastungsräume 86, 88 zum Tank druckentlastet werden können. Des Weiteren ist im Bereich der Anordnung der drei weiteren Ringräume 114, 116, 118; 120, 122, 124 in den Steuerschiebern 8, 10 jeweils eine Umfangsnut 126, 128 vorgesehen, so daß die Aufstoßkolben 172, 174 in eine Entsperr- bzw eine Ruheposition überführbar sind. In der dargestellten Grundstellung sind die Entlastungsräume 86, 88 zum Tank entlastet und die Sperrblöcke 16, 18 in Abströmrichtung in ihrer Sperrstellung.
    Die Sperrblöcke 16, 18 sind identisch ausgebildet und haben einen Sperrkolben 136, 138, der in einer Bohrung 140, 142 geführt und gegen einen Ventilsitz 144, 146 vorgespannt ist. In der dargestellten Sperrstellung ist die Verbindung zwischen einer Vorlaufkammer 148 und einer Arbeitskammer 150 bzw. einer Arbeitskammer 152 und einer Rücklaufkammer 154 leckagefrei abgesperrt. Die Sperrkolben 136, 138 sind als Hohlkolben ausgeführt, wobei in einem als Kegel ausgeführten Kolbenboden ein Vorsteuerkegel 156, 158 geführt ist, der über eine Vorsteuerfeder 160, 162 gegen einen Vorsteuersitz 164, 166 vorgespannt ist. Ebenfalls sind die Sperrkolben 136, 138 über diese Vorsteuerfedern 160, 162 gegen ihren Ventilsitz 144, 146 vorgespannt. Die Vorsteuerkegel 156, 158 haben jeweils einen Vorsprung 168, 170, der in Richtung der vorlauf- bzw. Rücklaufkammer 148, 154 hervorspringt.
    In den von den Sperrkolben 136, 138 entfernten Endabschnitten der Bohrungen 140, 142 sind die als Stufenkolben ausgeführten Aufstoßkolben 172, 174 axial verschiebbar angeordnet, deren Kolbenstange 176, 178 sich in Richtung der Vorsprünge 168, 170 der Vorsteuerkegel 156, 158 erstrecken. In den die Aufstoßkolben 172, 174 aufnehmenden Endabschnitten der Bohrungen 140, 142 mündet jeweils einer der Entsperrungsräume 180, 182, der jeweils über einen der Verbindungskanäle 184, 186 mit einem der Ringräume 116, 122 verbunden ist und in den somit der Steuerdruck PX geführt werden kann.
    Die Vorlaufkammer 148 des Sperrblocks 16 ist über einen Zwischenkanal 188 mit dem Vorlaufraum 90 und entsprechend die Rücklaufkammer 154 des Sperrblocks 18 über einen Zwischenkanal 190 mit dem Rücklaufraum 92 verbunden.
    Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform sind der Vorlaufraum 90 und der Rücklaufraum 92 jeweils über eine Steuerleitung 192, 194 mit den beiden Eingängen des Wechselventils 40 verbunden. D.h. über das Wechselventil 40 wird der größere der beiden im Vorlaufraum 90 und im Rücklaufraum 92 abgegriffene Lastdruck YA, YB in den Steuerkanal 38 gemeldet. Des Weiteren sind die Lastdrücke YA, YB über Steuerleitungen 196, 198, die sich zwischen den Entlastungsräumen 86, 88 und den Steuerleitungen 192, 194 erstrecken, zu den Ablaufräumen 82, 84 entlastbar.
    Figur 3 zeigt eine vergrößerte und geschnittene Teilansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Federeinrichtung 58.
    Die Federeinrichtung 58 hat eine Begrenzung zur Begrenzung der Wirklänge und damit der Vorspannung eines Federelements 200. Sie weist eine Zugstange 202 mit zwei verschiebbaren Federtellern 204, 206 auf, die in der dargestellten Grundstellung über das Federelement 200, vorzugsweise eine Druckfeder, jeweils gegen eine endseitige Schulterfläche 208, 210 der Zugstange 202 gespannt sind. Somit ist die Druckfeder 200 über die Begrenzung "gefesselt". Die Federteller 204, 206 umgreifen axial verschiebbar die Zugstange 202, so daß durch Verschiebung zumindest eines der Federteller 204, 206 die Feder 200 gestaucht werden kann. Die Vorspannung der Druckfeder 200 ist so gewählt, daß ihre Vorspannkraft größer als die Federkraft der Zentrierfedern 60, 62 der Steuerschieber 8, 10 bei Maximalhub ist.
    Die Federeinrichtung 58 ist gemäß Figur 4 abschnittsweise in einem Zwischenraum 212 zwischen den Steuerschiebern 8, 10 aufgenommen. Zur Verdeutlichung der Anordnung ist der linke Steuerschieber 8 teilweise geschnitten dargestellt. Die Federeinrichtung 58 taucht in Grundstellung der Steuerschieber 8, 10 abschnittsweise jeweils in eine stufenartige Sacklochbohrung 216 der Steuerschieber 8, 10 ein und stützt sich mit ihren Federtellern 204 an einer Ringfläche 218 der Stufenbohrung 216 ab. Der axiale Abstand zwischen den beiden Steuerschiebern 8, 10 wird in der Grundstellung im wesentlichen über die axiale Länge der vorgespannten Druckfeder 200 bestimmt, wobei sich aufgrund der Vorspannung der Zentrierfedern 60, 62 die Federteller 204, 206 an den Ringflächen 218 abstützen. Die Zugstange 202 ist mit ihrer Stirnfläche 220 vom Grund 222 der Sacklochbohrung 216 beabstandet, so daß sich bei einer Betätigung zumindest eines der Steuerschieber 8, 10 die Zugstange 202 in Richtung des Grundes 222 bewegen kann und somit der Relativabstand zwischen den beiden Steuerschiebern 8, 10 verringerbar ist. Der Zwischenraum 212 steht über jeweils eine axiale Tankbohrung 214, die in den Grund 222 der Stufenbohrung 216 mündet und eine radiale Tankbohrung 224 mit dem Ablaufraum 82 in Verbindung.
    Des Weiteren ist der Sprengring 80 in der Innenumfangsnut 234 der Schieberbohrung 52 in der Mitte des Zwischenraums 212 zu erkennen, gegen den die Steuerschieber 8, 10 in Anschlagposition bringbar sind.
    Eine andere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Federeinrichtung 58 ist in Figur 5 gezeigt. Die Begrenzung ist durch zwei Zugkörper 226, 228 ausgeführt, die vorzugsweise an den Steuerschiebern 8, 10 ausgebildet sind und mit hakenförmigen Endabschnitten 230, 232 ineinandergreifen. Die Zugkörper 226', 228 werden von der Druckfeder 200 umgriffen, die sich endseitig an Stirnflächen 236, 238 der Steuerschieber 8, 10 abstützt und durch das Ineinanderhaken der beiden Zugkörper 226, 228 in Begrenzungsfunktion vorgespannt und somit in ihrer axialen Länge begrenzt ist. Durch eine Betätigung zumindest eines der Steuerschiebers 8, 10 kann entsprechend der vorbeschriebenen Ausführungsform nach den Figuren 2 und 3 die Druckfeder 220 gestaucht und somit der relative Abstand zwischen den Steuerschiebern 8, 10 verändert werden.
    Im Folgenden wird die Funktion des LS-Systems mit Bezug zu den Figur 1 bzw. 2, 4, 6, 7 und 8 beschrieben.
    Dabei zeigen die Figuren 1 bzw. 2, 6 und 7 beispielhaft "doppelwirkende Funktionen" des Wegeventils 6 bspw. bei Ansteuerung eines doppelwirkenden Hubzylinders und die Figur 8 zeigt eine "einfachwirkende Funktion" bspw. bei Ansteuerung eines einfachwirkenden Hubzylinders.
    Es ist zu beachten, daß die dargestellten Schaltstellungen nur als Beispiele zu verstehen sind. So ist es selbstverständlich möglich, das LS-System 2 aufgrund seiner Symmetrie spiegelverkehrt anzusteuern. Um Wiederholungen zu Vermeiden, werden diese spiegelverkehrten Schaltstellungen nicht näher erläutert.
    Figuren 1 und 2 zeigen das Wegeventil 4 in vorgespannter Grundstellung bzw. in Neutralstellung, in der die Sperrblöcke 16, 18 geschlossen sind und Druckmittel zwischen einem Verbraucher und den Sperrblöcken 16, 18 eingespannt ist, so daß eine Vebraucherlast sicher an den Arbeitsanschlüssen A, B gehalten werden kann.
    Die Steuerschieber 8, 10 sind nicht mit Steuerdruck PBX, PAX beaufschlagt und somit über die Zentrierfederanordnungen 54, 56 zentriert. Die Verbindung von dem Druckraum 30 zum Druckkanal 32 ist über die Steuerkante 28 verschlossen. Ebenso ist eine Verbindung von dem Vorlaufraum 90 und dem Rücklaufraum 92 mit den Ablaufräumen 82, 84 über die Ablaufsteuerkanten 102, 104 verschlossen. Die Lastdrücke YA und YB, die in den Vorlaufräumen 90, 92 abgegriffen werden, werden über die Steuerleitungen 192, 194, 196, 198 und Schieberkanten der Umfangsnuten 130, 132 zum Tank geführt. Des Weiteren sind die Entsperrungsräume 180, 182 über die Ringnuten 116, 122, Schieberkanten der Umfangsnuten 126, 128 und die Ringnuten 118, 124 zum Tank entlastet.
    Figur 6 zeigt die LS-Wegeventilanordnung 2 in einer Arbeitsposition, in der der rechte Arbeitsanschluß B zum Tank entlastet und der Verbraucher über den linken Arbeitsanschluß A mit Druckmittel versorgt wird.
    Der rechte Steuerschieber 10 wird über den Steuerdruckraum 66 mit dem Steuerdruck PAX beaufschlagt, so daß er nach links gegen den Anschlag 80 bewegt und in Anschlagposition gebracht wird. Aufgrund der großen Vorspannkraft der Druckfeder 200 wird diese nur vernachlässigbar gestaucht, so daß sie als Übertragungselement zur Übertragung der axialen Auslenkung des rechten Steuerschiebers 10 auf den linken Steuerschieber 8 wirkt. Beide Steuerschieber 8, 10 verhalten sich quasi wie ein gemeinsamer Steuerschieber und der linke Steuerschieber 8 wird entsprechend der Bewegung des rechten Steuerschiebers 10 nach links ausgelenkt. Dabei wird der Kanal 50 über den Steuerbund 108 verschlossen und der Zwischenkanal 190 der Rücklaufkammer 154 wird über die Ablaufsteuerkante 104 mit dem Ablaufraum 84 verbunden. Gleichzeitig wird die LS-Entlastung für YB zum Ablaufraum 84 verschlossen sowie der Steuerdruck PX in den Entsperrungsraum 182 geleitet. Bei ausreichend großem Steuerdruck PX läuft der Aufstoßkolben 174 auf den Vorsteuerkegel 158 auf und hebt diesen gegen die Kraft der Vorsteuerfeder 162 und gegen den auf die Sitzfläche wirkenden Lastdruck YB von dem Vorsteuersitz 166 ab, so daß der Sperrblock 18 in Abströmrichtung aufgesteuert wird und das abströmende Druckmittel aus der Arbeitskammer 152 in die Rücklaufkammer 154 strömen kann.
    Der linke Steuerschieber 8 öffnet seinen durch die Zulaufsteuerkante 110 bestimmten Zumeßblendenquerschnitt und Druckmittel strömt aus dem Druckkanal 32 in den Vorlaufraum 90 und von dort über den Sperrblock 16 zum Verbraucher. Die LS-Entlastung für YA zum Ablaufraum 82 ist verschlossen, so daß über die Steuerleitung 192 der Lastdruck YA an das Wechselventil 40 und von dort in den Federraum 36 der Druckwaage 4 geführt wird. Gleichzeitig wird der Druck in dem Kanal 50 in den Steuerraum 42 geführt. Folglich nimmt die Druckwaage 4 eine entsprechende Regelstellung im Zusammenspiel der Federkraft der Regelfeder 34 und dem Lastdruck YA mit dem Druck in dem Steuerraum 42 ein, in der der Druckabfall des Zulaufstroms über der Zumeßblende konstant ist. Somit ist der Zulaufstrom zum Verbraucher lastunabhängig.
    Zur lastdruckunabhängigen Steuerung des Ablaufstroms, z.B. bei ziehender Last, sind die Sperrblöcke 16, 18 derart ausgebildet, daß sie als Druckregler arbeiten können. Entsprechend dem rechten in Figur 6 dargestellten Sperrblock 18 taucht der Aufstoßkolben 174 in steuerdruckbeaufschlagter Stellung abschnittsweise in die Arbeitskammer 154 ein und wird mit den Druck in der Arbeitskammer 154 beaufschlagt, so daß sich je nach Größe der Öffnungsquerschnitt über dem Vorsteuersitz 166 und somit über dem Ventilsitz 146 verändert.
    Figur 7 zeigt das Wegeventil 6 im Freigang, in dem der Druckraum 30 verschlossen und beide Arbeitsanschlüsse A, B, des Verbrauchers mit dem jeweiligen Ablaufraum 82, 84 verbunden sind.
    Beim Beaufschlagen beider Steuerschieber 8, 10 mit identischem Steuerdruck PBX, PAX werden sie nach Überwindung einer Druckschwelle, die der Vorspannung der mittleren Druckfeder 200 entspricht, in Anschlagposition an dem Anschlag 80 gebracht und die Zugstange 202 taucht in die Sacklochbohrungen 216 (Figur 4) ein. Die Relativposition der Federeinrichtung 58 zum Anschlag 80 ist unverändert.
    Wie bereits unter Figur 6 an dem rechten Steuerschieber 10 erläutert, werden in Anschlagposition die Vorlaufund die Rücklaufkammer 148, 152 über die Ablaufsteuerkanten 102, 104 mit den Ablaufräumen 82, 84 verbunden, wobei gleichzeitig der Steuerdruck PX in die Entsperrungsräume 180, 182 geführt wird und die beide Sperrblöcke 16, 18 in Ablaufströmrichtung durchschalten.
    Vorteilhaft ist, daß der Freigang erreichbar ist, ohne daß über eine aktive Stellung gegangen werden muß, bei der zumindest kurzzeitig der Druckraum 30 mit einem der Arbeitsanschlüsse A,B zu verbinden ist.
    Figur 8 zeigt eine Arbeitsstellung des LS-Systems 2 zur Steuerung eines einfachwirkenden Verbrauchers. Der rechte Steuerschieber 10 befindet sich in Anschlagposition und der linke Steuerschieber 8 ist derart mit Steuerdruck PBX beaufschlagt, daß er gegen die Vorspannung der mittleren Druckfeder 200 in eine lasthaltende Position überführt ist, in der Arbeitsanschluß A gegenüber dem Druckraum 94 und dem Ablaufraum 82 verschlossen ist.
    Wie bereits unter den Figuren 6 und 7 erläutert, ist der Arbeitsanschluß B in Anschlagposition 'des rechten Steuerschiebers 10 mit dem Ablaufraum 84 verbunden und somit zum Tank entlastet, wobei der Sperrblock 18 gleichzeitig als Druckregler für den Ablaufstrom wirkt.
    Der linke Steuerschieber 8 ist unabhängig von dem rechten Steuerschieber 10 mit einem Steuerdruck PBX beaufschlagt und in einer lasthaltenden Position, wobei bei entsprechender Wahl des Steuerdrucks PBX der Arbeitsanschluß A über die Zulaufsteuerkante 110 mit dem Druckraum 94 und somit mit dem Druckkanal 32 (vgl. Figur 6) oder über die Ablaufsteuerkante 102 mit dem Ablaufraum 82 (vgl. Figur 7) verbunden wird. Beispielsweise kann eine Erhöhung des Steuerdrucks PBX (Steuerkolben 8 wird über seine Mittelstellung gegen die Kraft der Druckfeder 200 nach rechts ausgelenkt) ein Heben einer Last und eine Verringerung des Steuerdrucks PBX (Steuerkolben 8 wird aus seiner Mittelstellung mittels der Kraft der Druckfeder 200 nach links verschoben) ein Sinken einer Last bedeuten.
    Vorteilhaft an der dargestellten Ansteuerung der Steuerschieber 8, 10 ist, daß der rechte Steuerschieber 10 in eine definierte Position gefahren ist und somit die Kraft der mittleren Druckfeder 200 auf den linken Steuerschieber 8 bestimmt ist, und sich der linke Steuerschieber 8 in einer Mittelstellung befindet, aus der er durch Erhöhung bzw. Verringerung in eine enstprechende lasthebende bzw. lastsenkende Position überführbar ist. Eine derartige Ansteuerung eignet sich daher vor allem zur Ansteuerung einfachwirkender Verbraucher.
    Anhand von Figur 9 werden Schaltstellungen erläutert, die mit unterschiedlichen Steuerdrücken PAX, PAB erreicht werden können. Selbstverständlich kann bei entsprechender Wahl der Steuerdrücke PAX, PBX jede Zwischenstellung angefahren werden.
    Schaltstellung 240 stellt die Grundstellung des Wegeventils 6 dar. Die Steuerdrücke PAX, PBA sind Null und die Arbeitsanschlüsse A, B, der Druckraum P und der Tankanschluß T sind gegeneinander verschlossen.
    Bei Erhöhung des Steuerdrucks PAX geht das Wegeventil 6 in die Schaltstellung 242 über, in der der Druckraum P mit dem Arbeitsanschluß A und der Arbeitsanschluß B mit dem Rückführraum R verbunden ist. Entsprechend nimmt das Wegeventil 6 bei einseitiger Erhöhung des Steuerdrucks PBX Schaltstellung 244 ein, in der der Druckraum P mit dem Arbeitsanschluß B und der Arbeitsanschluß A mit dem Rückführraum R verbunden ist. Somit erlauben diese Schaltstellungen 240, 242, 244 die Ansteuerung eines doppeltwirkenden Verbrauchers.
    Bei Beaufschlagung der Steuerschieber 8, 10 mit einem mittleren Steuerdruck PBX und einem maximalen Steuerdruck PAX nimmt das Wegeventil 6 die in Figur 8 beschriebene Mittelstellung ein (Schaltstellung 246), in der der Arbeitsanschluß A abgesperrt und der Arbeitsanschluß B zum Tank druckentlastet ist. Durch Erhöhung des Steuerdrucks PBX kann die Freigangstellung 248 erreicht werden, in der ebenfalls der Arbeitsanschluß A zum Tank druckentlastet (Figur 7) ist. Durch Verringerung des Steuerdrucks PBX kann die Schaltstellung 250 erreicht werden, in der der Druckraum P mit dem Arbeitsanschluß A verbunden ist. Die Schaltstellung 250 entspricht zwar grundsätzlich der Schaltstellung 242, jedoch auf einem höheren Steuerdruckniveau PAX. Da bei den Schaltstellungen 246, 248, 250 der Arbeitsanschluß B stets mit dem Tank verbunden ist, können über das Wegeventil 6 einfachwirkende Verbraucher gesteuert werden.
    Bei entsprechender spiegelverkehrter Ansteuerung des Wegeventils 6, d.h. der Steuerdruck PXB ist auf maximalen Druck konstant gehalten und der Steuerdruck PAX wird erhöht bzw. verringert, nimmt das Wegeventil 6 Schaltstellungen 248, 252, 254 zur Ansteuerung eines einfachenwirkenden Verbrauchers ein, in denen der Arbeitsanschluß A stets mit dem Tank verbunden und der Arbeitsanschluß B nach der Größe des Steuerdruck PAX mit dem Druckraum P oder dem Rückführraum R verbunden ist.
    Das erfindungsgemäße Wegeventil 6 erlaubt sowohl die Steuerung einfachwirkender als auch doppeltwirkender Verbraucher. Folglich bieten sich eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten. Beispielhaft sei auf die Verwendung des Wegeventils 6 zur Druckregelung von Arbeitsgeräten an einem Traktor oder von Hubwerken bei Baumaschinen verwiesen, bei denen beispielsweise zum Heben eine Zylinderseite mit Druck beaufschlagt wird und die andere Zylinderseite druckentlastet ist.
    Gleichzeitig eignet sich das Wegeventil 6 bspw. für "einfachwirkende Funktionen" bei Motoranwendungen zum freien Auslaufen oder zur Lageregelung bei einfachwirkenden Zylindern.
    Offenbart ist ein Wegeventil mit zwei in einer Schieberbohrung koaxial geführten Steuerschiebern zur Ansteuerung eines Verbrauchers über zwei Arbeitsanschlüsse, wobei zwischen den beiden Steuerschiebern eine Federeinrichtung mit einem Federelement vorgesehen ist, dessen Wirklänge mittels einer Begrenzung begrenzt ist.
    Bezugszeichenliste
    2
    LS-System
    4
    Individualdruckwaage
    6
    Wegeventil
    8
    Steuerschieber
    10
    Steuerschieber
    12
    Druckregelventil
    14
    Druckregelventil
    16
    Sperrblock
    18
    Sperrblock
    20
    Druckwaagenkolben
    22
    Druckwaagenbohrung
    24
    Steuerbund
    26
    Federbund
    28
    Steuerkante
    30
    Druckraum
    32
    Druckkanal
    34
    Regelfeder
    36
    Federraum
    38
    erster Steuerkanal
    40
    Wechselventil
    42
    Steuerraum
    44
    zweiter Steuerkanal
    46
    Dämpfungsdrossel
    48
    Kanal
    50
    Kanal
    52
    Schieberbohrung
    54
    Zentrierfederanordnung
    56
    Zentrierfederanordnung
    58
    Federeinrichtung
    60
    Zentrierfeder
    62
    Zentrierfeder
    64
    Steuerdruckraum
    66
    Steuerdruckraum
    68
    Körper
    70
    Körper
    72
    Bodenfläche
    74
    Bodenfläche
    76
    Federteller
    78
    Federteller
    80
    Anschlag
    82
    Ablaufraum
    84
    Ablaufraum
    86
    Entlastungsraum
    88
    Entlastungsraum
    90
    Vorlaufraum
    92
    Rücklaufraum
    94
    Druckraum
    96
    Druckraum
    98
    Steuerbund
    100
    Steuerbund
    102
    Ablaufsteuerkante
    104
    Ablaufsteuerkante
    106
    Steuerbund
    108
    Steuerbund
    110
    Zulaufsteuerkante
    112
    Zulaufsteuerkante
    114
    Ringraum
    116
    Ringraum
    118
    Ringraum
    120
    Ringraum
    122
    Ringraum
    124
    Ringraum
    126
    Umfangsnut
    128
    Umfangsnut
    130
    Umfangsnut
    132
    Umfangsnut
    134
    Gehäuseschulter
    136
    Sperrkolben
    138
    Sperrkolben
    140
    Bohrung
    142
    Bohrung
    144
    Ventilsitz
    146
    Ventilsitz
    148
    Vorlaufkammer
    150
    Arbeitskammer
    152
    Arbeitskammer
    154
    Rücklaufkammer
    156
    Vorsteuerkegel
    158
    Vorsteuerkegel
    160
    Vorsteuerfeder
    162
    Vorsteuerfeder
    164
    Vorsteuersitz
    166
    Vorsteuersitz
    168
    Vorsprung
    170
    Vorsprung
    172
    Aufstoßkolben
    174
    Aufstoßkolben
    176
    Kolbenstange
    178
    Kolbenstange
    180
    Entsperrungsraum
    182
    Entsperrungsraum
    184
    Verbindungskanal
    186
    Verbindungskanal
    188
    Zwischenkanal
    190
    Zwischenkanal
    192
    Steuerleitung
    194
    Steuerleitung
    196
    Steuerleitung
    198
    Steuerleitung
    200
    Federelement
    202
    Zugstange
    204
    Federteller
    206
    Federteller
    208
    Schulterfläche
    210
    Schulterfläche
    212
    Zwischenraum
    214
    Tankbohrung
    216
    Stufenbohrung
    218
    Ringfläche
    220
    Stirnfläche
    222
    Grund
    224
    Tankbohrung
    226
    Zugkörper
    228
    Zugkörper
    230
    Endabschnitt
    232
    Endabschnitt
    234
    Innenumfangsnut
    236
    Stirnfläche
    238
    Stirnfläche
    240
    Schaltstellung
    242
    Schaltstellung
    244
    Schaltstellung
    246
    Schaltstellung
    248
    Freigangstellung
    250
    Schaltstellung
    252
    Schaltstellung
    254
    Schaltstellung
    256
    Gehäusschulter
    258
    Steuerleitung
    260
    Steuerleitung

    Claims (14)

    1. Wegeventil zum Ansteuern eines Verbrauchers mit zwei koaxial zueinander angeordneten Steuerschiebern (8, 10), über die zwei mit dem Verbraucher verbundene Arbeitsanschlüsse (A, B) mit einem Druckraum (P) oder einem Rückführraum (R) verbindbar sind, und die in Grundstellung vorgespannt sind, wobei zwischen den Steuerschiebern (8, 10) eine Federeinrichtung (58) mit einem Federelement (200) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (58) eine Begrenzung zur Festlegung einer maximalen Wirklänge des Federelements (200) hat.
    2. Wegeventil nach Patentanspruch 1, wobei die Begrenzung eine Zugstange (202) hat, auf der zwei Federteller (204, 206) verschiebbar geführt sind, die jeweils über das Federelement (200) zumindest gegen eine Schulterfläche (208, 210) der Zugstange (202) gespannt sind.
    3. Wegeventil nach Patentanspruch 1, wobei die Begrenzung zwei Zugkörper (226, 228) hat, deren Endabschnitte (230, 232) hakenförmig ausgebildet sind und ineinandergreifen, und die in ihrer Begrenzungsposition die maximale Länge der Federeinrichtung (58) und damit die Vorspannung der Federelements ('200) bestimmen.
    4. Wegeventil nach Patentanspruch 1, 2 oder 3, wobei das Federelement (200) eine Druckfeder ist.
    5. Wegeventil nach Patentanspruch 1, wobei der Zwischenraum zwischen den beiden Steuerschiebern (8, 10), in dem die Federeinrichtung (58) aufgenommen ist, zum Tank druckentlastbar ist.
    6. Wegeventil nach Patentanspruch 5, wobei Tankbohrungen (214, 224) zur Druckentlastung eines Zwischenraums (212) in den Steuerschiebern (8, 10) ausgebildet sind.
    7. Wegeventil nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei zwischen den beiden Steuerschiebern (8, 10) ein Anschlag (80) ausgebildet ist, gegen den die Steuerschieber (8, 10) durch Beaufschlagung mit maximalen Steuerdruck (PAX, PBX) in Anschlagposition bringbar sind.
    8. Wegeventil nach Patentanspruch 7, wobei der Anschlag (80) als ein Sprengring in einer mittigen gehäuseseitigen Innenumfangsnut (234) ausgebildet ist.
    9. Wegeventil nach Patentanspruch 7 oder 8, wobei die Arbeitsanschlüsse (A, B) in Anschlagposition der Steuerschieber (8, 10) mit dem Rückführraum (R) verbunden sind.
    10. Wegeventil nach Patentanspruch 7, 8 oder 9, wobei bei einem der Steuerschieber (8, 10) in Anschlagposition eine Steuerung des Verbrauchers über den zweiten Steuerschieber (8, 10) ermöglicht ist.
    11. Wegeventil nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei zwischen den Arbeitsanschlüssen (A, B) und der Schieberbohrung (52) jeweils ein entsperrbarer Sperrblock (16, 18) angeordnet ist, die in Abströmrichtung sperren und über Beaufschlagung mit einem Entsperrsteuerdruck in Abströmrichtung durchschalten.
    12. Wegeventil nach Patentanspruch 11, wobei die Sperrblöcke (16, 18) jeweils einen Aufstoßkolben (172, 174) haben, die von dem ablaufseitigen Lastdruck (YA, YB) beaufschlagbar sind.
    13. Wegeventil nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Wegeventil (6) als ein LS-System (2) mit einer Individualdruckwaage (4) ausgeführt ist.
    14. Wegeventil nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Wegeventil (6) ein 6-Stellungsventil ist.
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