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Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuereinrichtung
für mehrere einzeln zu steuernde Verbraucher mit mehreren sternförmig in einer Ebene
diametral gegenüberliegend angeordneten und durch ein zentrales Steuerglied betätigbaren
Schieberventilen.
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Bei den bisher üblichen Steuereinrichtungen dieser Art werden stets
einzelne gesonderte, z. B. sternförmig angeordnete und durch einen Stößel betätigbare
Ventile, wie Kugelventile od. dgl., verwendet. Dabei können nur jeweils diametral
gegenüberliegende Ventile betätigt werden, nicht jedoch gleichzeitig mehrere Ventile
gleichzeitig geöffnet werden. Diese bekannten Steuereinrichtungen sind daher nicht
nur im Aufbau relativ kompliziert; sondern ermöglichen auch nicht die gleichzeitige
Steuerung mehrerer Verbraucher.
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Bei einfachen Schielieventilen ist es zwar bekannt, einen Schieberkolben
zwischen zwei planparallelen Gehäuseflächen verschiebbar anzuordnen und den Schieber
mit einer Aussparung innerhalb der Anlagerflächen zu versehen, so daß die in die
Gehäuseflächen mündenden Anschlüsse wahlweise mit der Schieberaussparung oder mit
dem Raum außerhalb des Schieberkolbens verbunden werden können.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es Aufgabe der Erfindung,
eine hydraulische Steuereinrichtung zu schaffen, mit der auch mehrere Verbraucher
gleichzeitig steuerbar sind.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Steuereinrichtung der eingangs
erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen zwei planparallelen Gehäuseflächen
ein mittels des Steuergliedes verschiebbarer Ventilschieber vorgesehen wird, der
über eine Schieberaussparung begrenzende ringförmige Anlagerflächen mit den Gehäuseflächen
zusammenwirkt, sowie in der einen oder in beiden Gehäuseflächen ausgebildete diametral
gegenüberliegende derartig- angeordnete Ventilöffnungen, daß in der Schiebermittelstellung
sämtliche Ventilöffnungen durch die ringförmige Schieberanlagefläche geschlossen
sind und je, nach außermittiger radialer Verschiebung des Schiebers eine oder mehrere
der Ventilöffnungen teilweise oder vollständig geöffnet und diese Öffnungen . damit
entweder mit der Schieberau ssparung oder- mit dem Raum außerhalb des Schiebers
verbunden *sind.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich ans den Unteransprüchen.
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Die Erfindung -wird im -folgenden anHand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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F i g: 1.zeigt einen waagerechten Schnitt längs der Linie I-I nach
F i g. 3; F i g. 2 zeigt einen: senkrechten Schnitt längs der -Linie II-II nach
F i g. 1; F i g. 3 zeigt einen senkrechten Schnitt längs der Linie III-111 nach
F i g. 1; F i g. 4 zeigt in einem Schnitt längs der Linie IV-IV in F i g. 3 die
Unterseite des oberen Teiles der Steuereinrichtung; F i g. 5 ist ein Teilschnitt
längs der Linie- V-V nach F i g. 4.
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Die Steuereinrichtung hat ein: Gehäuse 10 mit einer oberen Platte
11 und einer unteren Platte 12, die mit einander zugewandten parallelen ebenen Flächen
13 bzw. 14 versehen sind, zwischen denen ein ortsfester Ring 15 eingespannt ist.
Schrauben 16 erstrecken sich durch Löcher 17 in der unteren Platte 12 und sind in
Gewindebohrungen 18 an der Unterseite der oberen Platte 11 eingeschraubt; die Schrauben
16 erstrecken sich durch Bohrungen in dem ortsfesten Ring 15.
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Der ortsfeste Ring 15 hat einen zentralen zylindrischen Raum 20, und
eine Ringnut 21 ist darin ausgebildet. Ein zylindrischer Ventilschieber 22 ist zwischen
den einander zugewandten Flächen 13, 14 der Platten 11 und 12 innerhalb des zentralen
Raumes 20 des ortsfesten Rings 15 angeordnet, doch hat der Schieber einen kleineren
Durchmesser als der Raum 20, so daß er innerhalb des Rings 15 verschoben werden
kann. Ringförmige Anlageflächen 24 sind an der Oberseite und der Unterseite des
Schiebers 12 nahe dessen äußerem Rand ausgebildet, und diese Anlageflächen arbeiten
mit enger Passung mit den ihnen zugewandten Gehäuseflächen 13 und 14 zusammen. Innerhalb
seiner oberen und unteren ringförmigen Anlageflächen 24 ist der Ventilschieber 22
mit einer oberen und einer unteren Aussparung 25
versehen; diese Aussparungen
sind-- durch den mittleren Teil 26 des Ventilschiebers voneinander getrennt. Dies
weist eine gleichachsige- zylindrische Öffnung 27 auf, in die ein teilweise kugelförmiger
Ansatz 28 eines drehbar gelagerten Betätigungshebels 29, 44, 45 eingreift. - ' Der
Betätigungshebel 29 trägt nahe dem teilweise kugelförmigen Ansatz 28 ein
Kugelgelenk 30, das in eine teilweise kugelförmige' Aussparung der oberen Platte
11 eingreift, so daß der Betätigungshebel um den Mittelpunkt 31 seines Kugelgelenks
in. jeder Richtung geschwenkt werden kann. Jede derartige Bewegung wird auf den
Ventilschieber 22 übertragen, da der kleinere Kugelkopf 28 der Betätigungsstange
in die zentrale zylindrische Öffnung 27 des Schiebers eingreift, so daß der Schieber
in einer Ebene in jeder beliebigen Richtung zwischen den einander zugewandten .ebenen
Flächen 13 und 14 der Platten 11 und 12 und parallel zu diesen Flächen bewegt werden
kann.
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Der Betätigungshebel 29 wird durch Federkraft in eine Mittellage vorgespannt,
in der er sich rechtwinklig zu den Flächen 13 und 14 erstreckt; zu diesem
Zweck ist eine verschiebbare Zentrierbuchse 35 vorgesehen, die in Richtung auf das
Gehäuse 10 durch eine Schraubenfeder 36 vorgespannt wird, die sich zwischen einer
ortsfesten Scheibe 37 und einer ringförmigen Anlagefläche 38 der Zentrierbuchse
35 abstützt. Das untere Ende der verschiebbaren Buchse 35 ist bei 39 kegelstumpfförmig
ausgebildet und steht in gleitender Berührung mit dem Rand 40 einer kreisrunden
Aussparung 41 an der Oberseite der oberen Platte 11. Wird der Betätigungshebel 29
in einer beliebigen Richtung bis zum Anschlag geschwenkt, wie es in F i g. 2 angedeutet
ist, gleitet die Mantelfläche 39 über den Rand 40 der Aussparung 41, bis sie in
Berührung mit einem nach oben vorspringenden kreisrunden, einen Anschlag- bildenden
Flansch 42 kommt, der an der Oberseite der oberen Platte 11 ausgebildet ist.
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Dadurch kann der Schieber 22 niemals in Berührung mit der Innenwand
des ortsfesten Rings 15 kommen: Eine einen Kugelkopf 45 tragende rohrförmige Verlängerung
44 ist am oberen Ende des Betätigungshebels 29 mit Hilfe eines Stiftes 46 befestigt.
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Zwei Paare von einander diametral gegenüberliegenden
Ventilöffnungen
50, 50 und 51, 51 sind in der Fläche 13 der oberen Platte 11 ausgebildet und auf
Durchmessern angeordnet, die sich unter einem rechten Winkel schneiden, und zwei
Paare von einander diametral gegenüberliegenden Ventilöffnungen $0A, 50A
und 51A, 51A sind in der Fläche 14 der unteren Platte 12 auf Durchmessern
angeordnet, die sich ebenfalls unter einem rechten Winkel schneiden. Die Mittelpunkte
der Ventilöffnungen 50, 50 sind gleichachsig mit den Mittelpunkten der Ventilöffnungen
50A, SO A angeordnet, und die Mittelpunkte der Ventilöffnungen 51, 51 fluchten
mit den Mittelpunkten der Ventilöffnungen 51A, 51A. Jede der Ventilöffnungen
50, 51, 50A und 51A wird durch eine Gruppe von drei durch kleine Abstände
getrennten Öffnungen gebildet; jede Gruppe umfaßt eine große mittlere Öffnung 54
und zwei seitliche Öffnungen 55, die gemäß F i g. 5 einen Durchmesser haben, der
nur halb so groß ist wie der Durchmesser der mittleren Öffnung 54; die Öffnungen
54 und 55 aller vier Gruppen von Öffnungen liegen bei jeder Platte auf einem gemeinsamen
Teilkreis. Wird der Ventilschieber 22 in seine Mittellage gebracht, verschließt
die ringförmige obere Anlagefläche 24 des Schiebers alle vier Ventilöffnungen 50
und 51 in der oberen Fläche 13, und entsprechend verschließt die untere Anlagefläche
24 des Schiebers 22 die vier Ventilöffnungen 50 A und 51 A in der
unteren Fläche 14, die gleichachsig mit den Öffnungen in der oberen Fläche 13 und
auf einem Teilkreis mit dem gleichen Radius angeordnet sind. Ferner ist jede Ventilöffnung
50 bzw. 51 der oberen Platte 11 über einen innenliegenden Kanal 56, der sich durch
beide Platten 11 und 12 sowie den ortsfesten äußeren Ring 15 erstreckt, mit der
entsprechenden Ventilöffnung 50A bzw. 51A in der unteren Platte 12 verbunden,
und jeder dieser innenliegenden Kanäle 56 steht mit einem von zwei Paaren von Auslässen
57 und 58 des Ventils in Verbindung. Die beiden Auslässe 57 und 59, die mit den
einander diametral gegenüberliegenden Ventilöffnungen 50A verbunden sind,
sind dazu bestimmt, mittels Druckleitungen 59 mit den beiden Enden eines hydraulischen
Verbrauchers 60 verbunden zu werden, wie in F i g. 1 schematisch dargestellt ist.
Die mit den beiden anderen Ventilöffnungen 51A der unteren Platte verbundenen
Ventilanschlüsse 57 und 58 werden ähnlich mit einem zweiten Verbraucher 61 verbunden,
dessen Achse rechtwinklig zur Achse des Verbrauchers 60 verlaufen kann.
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In dem ortsfesten äußeren Ring 15 des Ventilgehäuses 10 ist ein winkeliger
Kanal 65 ausgebildet, der durch einen Abzweigkanal 66 mit dem Hochdruckeinlaß
67 in der unteren Platte 12 verbunden ist. Ferner ist in der unteren Platte 12 diametral
gegenüber dem Einlaß 67 ein Niederdruckauslaß 68 vorgesehen, der über einen innenliegenden
Kanal 69
in der unteren Platte 12 zu der unteren zentralen Aussparung 25 des
Ventilschiebers 22 führt und über Kanäle 27 im mittleren Teil 26 des Schiebers 22
mit der oberen Aussparung 25 verbunden ist, so daß der gesamte Bereich des Ventilschiebers
22 innerhalb seiner äußeren Wand dem niedrigen Auslaßdruck ausgesetzt ist, während
der die Außenfläche des Schiebers umgebende Ringraum 20 unter dem vollen Druck am
Hochdruckeinlaß 67 angeschlossen ist.
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Wenn sich der Schieber 22 in seiner Mittellage befindet, sind alle
vier Ventilöffnungen 50, 51, 50A,
51A in jeder Fläche 13, 14 durch
die ringförmigen Anlageflächen 24 des Schiebers 22 verschlossen, und die Auslässe
57 und 58 und die damit verbundenen hydraulischen Verbraucher 60 und 61 sind gegenüber
dem Hochdruckeinlaß 67 und gegenüber dem Niederdruckauslaß 68 abgesperrt. Wenn jetzt
der Betätigungshebel 29 in der gewünschten Richtung geschwenkt wird, um den Schieber
22 radial in der entgegengesetzten Richtung zwischen den damit zusammenarbeitenden
Flächen 13 und 14 zu bewegen, werden die beiden Ventilöffnungen eines oder jedes
der Paare von einander diametral gegenüberliegenden Öffnungen 50, 51 und
50A, 51A in der oberen Platte 13 und der unteren Platte 14 unterschiedlich
in einem Ausmaß geöffnet, das sich nach der radialen Bewegung des Schiebers richtet,
die parallel zu dem Durchmesser verläuft, auf dem die beiden Öffnungen des betreffenden
Paares liegen. Hierbei wird eine Öffnung jedes Paares auf der Außenseite des Schiebers
22 teilweise geöffnet und dabei dem in dem Ringraum 20 herrschenden hohen Druck
ausgesetzt, während die dieser Öffnung diametral gegenüberliegende Ventilöffnung
jeder Fläche teilweise geöffnet und mit dem Niederdruckauslaß verbunden wird. Somit
wird dem Verbraucher 60 oder 61, der dem betreffenden Paar von einander diametral
gegenüberliegenden Ventilöffnungen zugeordnet ist, Druckflüssigkeit in einem Ausmaß
zugeführt, das sich nach der Komponente der radialen Bewegung des Ventilschiebers
richtet, die parallel zu dem Durchmesser verläuft, auf der die betreffenden Ventilöffnungen
liegen.
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Die Ausbildung jeder Ventilöffnung 50, 51 oder 50A, 51A in
Form eines Satzes von drei Öffnungen, nämlich einer großen mittleren Öffnung 54
und zwei diese Öffnung flankierenden kleineren Öffnungen 55, gewährleistet, daß
dann, wenn eine Öffnung durch die Bewegung des Ventilschiebers 22 längs des Durchmessers
gewählt wird, auf dem die Öffnung liegt, die betreffende Öffnung fortschreitend
geöffnet wird, bis beim Erreichen der Endstellung des Ventilschiebers eine Hälfte
der Fläche der größeren mittleren Öffnung 54 und eine Hälfte der Fläche der beiden
sie flankierenden kleineren Öffnungen 55 freigegeben wird, so daß die insgesamt
freigegebenen Flächen gleich der Fläche der mittleren Öffnung 54 allein ist. Während
dieser Bewegung bleiben die beiden Ventilöffnungen auf dem rechtwinklig zur Bewegungsrichtung
verlaufenden Durchmesser vollständig geschlossen.